JP2003031493A - リソグラフィーシステムのフォーカス精度を向上させるための方法およびシステム - Google Patents
リソグラフィーシステムのフォーカス精度を向上させるための方法およびシステムInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の表面上に生成されたフィーチャのサイ
ズを均一に維持するために用いることが可能な、改良さ
れたフォーカスシステムを提供すること。 【解決手段】 本発明は、フォーカスシステムであっ
て、基板の上部表面上の特定領域について、特定領域を
露光領域の下に位置付ける前に適切なフォーカス距離を
判定する較正センサと、適切なフォーカス距離の特定領
域について、第１の測定値を生成する二次制御センサで
あって、特定領域が露光領域の下に位置付けられる前
に、一次制御センサが第１の測定値を生成する、二次制
御センサと、特定領域について、特定領域が露光領域の
下に位置している間に、第２の測定値を生成する、一次
制御センサと、特定領域が露光領域の下に位置している
間に、第１および第２の測定値に基づいて、実際のフォ
ーカス距離を調節するフォーカス調節器とを備える。
ズを均一に維持するために用いることが可能な、改良さ
れたフォーカスシステムを提供すること。 【解決手段】 本発明は、フォーカスシステムであっ
て、基板の上部表面上の特定領域について、特定領域を
露光領域の下に位置付ける前に適切なフォーカス距離を
判定する較正センサと、適切なフォーカス距離の特定領
域について、第１の測定値を生成する二次制御センサで
あって、特定領域が露光領域の下に位置付けられる前
に、一次制御センサが第１の測定値を生成する、二次制
御センサと、特定領域について、特定領域が露光領域の
下に位置している間に、第２の測定値を生成する、一次
制御センサと、特定領域が露光領域の下に位置している
間に、第１および第２の測定値に基づいて、実際のフォ
ーカス距離を調節するフォーカス調節器とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概して、リソグラフ
ィーシステムに関する。より詳細には、本発明は、リソ
グラフィーシステムにおいて焦点合わせを行う際に用い
られるセンサに関する。
ィーシステムに関する。より詳細には、本発明は、リソ
グラフィーシステムにおいて焦点合わせを行う際に用い
られるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】リソグラフィーは、基板上の表面上にフ
ィーチャを生成する際に用いられるプロセスである。こ
のような基板を挙げると、フラットパネルディスプレ
イ、回路ボード、様々な集積回路などを製造する際に用
いられる基板を挙げることができる。このような用途に
おいて頻繁に用いられる基板は、半導体ウェハである。
本開示では例示目的のため半導体ウェハを用いて説明を
記載するが、当業者であれば、本明細書中の記載内容は
当業者に公知の他の種類の基板にも適用可能であること
を認識する。
ィーチャを生成する際に用いられるプロセスである。こ
のような基板を挙げると、フラットパネルディスプレ
イ、回路ボード、様々な集積回路などを製造する際に用
いられる基板を挙げることができる。このような用途に
おいて頻繁に用いられる基板は、半導体ウェハである。
本開示では例示目的のため半導体ウェハを用いて説明を
記載するが、当業者であれば、本明細書中の記載内容は
当業者に公知の他の種類の基板にも適用可能であること
を認識する。
【０００３】リソグラフィーの間、レチクルを用いて、
所望のパターンを基板（例えば、ウェハ）上に転写す
る。レチクルは、リソグラフィーにおいて用いられる波
長に対して透過性の材料（（単数または複数）例えば、
可視光の場合はガラス）で形成され得る。加えて、レチ
クルは、当該レチクルが用いられる特定のシステムに合
わせて選択されたリソグラフィー波長を反射する材料
（単数または複数）からも形成され得る。照射ソース
（例えば、リソグラフィー装置内に配置された露光光学
機器）は、レチクルステージ上に配置されているレチク
ルを照射する。この照射により、基板ステージ上に配置
された基板上に画像を露光させる。基板上に露光される
画像は、レチクル上に印刷される画像に対応する。フォ
トリソグラフィーの場合において露光光学機器が用いら
れている間、特定の用途に応じて、様々な種類の露光装
置を用いることができる。例えば、当業者に公知のよう
に、ｘ線リソグラフィー、イオンリソグラフィー、電子
リソグラフィー、または光子リソグラフィーにはそれぞ
れ、異なる露光装置が必要となり得る。ここで、例示目
的のみのために、フォトリソグラフィーの具体例につい
て説明する。
所望のパターンを基板（例えば、ウェハ）上に転写す
る。レチクルは、リソグラフィーにおいて用いられる波
長に対して透過性の材料（（単数または複数）例えば、
可視光の場合はガラス）で形成され得る。加えて、レチ
クルは、当該レチクルが用いられる特定のシステムに合
わせて選択されたリソグラフィー波長を反射する材料
（単数または複数）からも形成され得る。照射ソース
（例えば、リソグラフィー装置内に配置された露光光学
機器）は、レチクルステージ上に配置されているレチク
ルを照射する。この照射により、基板ステージ上に配置
された基板上に画像を露光させる。基板上に露光される
画像は、レチクル上に印刷される画像に対応する。フォ
トリソグラフィーの場合において露光光学機器が用いら
れている間、特定の用途に応じて、様々な種類の露光装
置を用いることができる。例えば、当業者に公知のよう
に、ｘ線リソグラフィー、イオンリソグラフィー、電子
リソグラフィー、または光子リソグラフィーにはそれぞ
れ、異なる露光装置が必要となり得る。ここで、例示目
的のみのために、フォトリソグラフィーの具体例につい
て説明する。
【０００４】投影された画像は、基板の表面上に堆積さ
れた層（例えば、フォトレジスト）の特性を変化させ
る。これらの変化は、露光が行われている間に基板上に
投影されるフィーチャに対応する。露光の後、層にエッ
チングを行って、パターニングされた層を生成すること
ができる。パターンは、露光が行われている間に基板上
に投影されたフィーチャに対応する。次いで、このパタ
ーニングされた層を用いて、基板内の下側にある構造層
の露出部分（例えば、導電性層、半導電性層または絶縁
性層）を除去するかまたはさらに処理する。その後、基
板の表面上または基板の様々な層中に所望のフィーチャ
が形成されるまで、このプロセスを他の工程と共に繰り
返す。
れた層（例えば、フォトレジスト）の特性を変化させ
る。これらの変化は、露光が行われている間に基板上に
投影されるフィーチャに対応する。露光の後、層にエッ
チングを行って、パターニングされた層を生成すること
ができる。パターンは、露光が行われている間に基板上
に投影されたフィーチャに対応する。次いで、このパタ
ーニングされた層を用いて、基板内の下側にある構造層
の露出部分（例えば、導電性層、半導電性層または絶縁
性層）を除去するかまたはさらに処理する。その後、基
板の表面上または基板の様々な層中に所望のフィーチャ
が形成されるまで、このプロセスを他の工程と共に繰り
返す。
【０００５】ステップアンドスキャン技術は、幅狭の結
像スロットが設けられた投影光学機器システムと協働し
て機能する。基板全体を一度に露光させるのではなく、
個々のフィールドが基板上に一度にスキャンされる。こ
れは、基板およびレチクルを（異なる速度ではあるが）
同時に移動させることによって行われ、これにより、ス
キャンが行われている間、フィールドにわたって結像ス
ロットが移動される。次いで、フィールド露光工程の合
間に基板ステージが非同期に間隔を空けて移動されるこ
とが必要となり、これにより、レチクルパターンの複数
のコピーを基板表面上に露光させることが可能となる。
このようにして、ウェハ上に投影される画像の品質が最
大化される。ステップアンドスキャン技術を用いると、
画像品質が全般的に向上する点において有用である場合
が多い一方、このようなシステムでは、不完全性（例え
ば、投影光学機器システム、照射システム、および使用
される特定のレチクルにある不完全性）が原因となって
画像劣化が発生する場合が多い。
像スロットが設けられた投影光学機器システムと協働し
て機能する。基板全体を一度に露光させるのではなく、
個々のフィールドが基板上に一度にスキャンされる。こ
れは、基板およびレチクルを（異なる速度ではあるが）
同時に移動させることによって行われ、これにより、ス
キャンが行われている間、フィールドにわたって結像ス
ロットが移動される。次いで、フィールド露光工程の合
間に基板ステージが非同期に間隔を空けて移動されるこ
とが必要となり、これにより、レチクルパターンの複数
のコピーを基板表面上に露光させることが可能となる。
このようにして、ウェハ上に投影される画像の品質が最
大化される。ステップアンドスキャン技術を用いると、
画像品質が全般的に向上する点において有用である場合
が多い一方、このようなシステムでは、不完全性（例え
ば、投影光学機器システム、照射システム、および使用
される特定のレチクルにある不完全性）が原因となって
画像劣化が発生する場合が多い。
【０００６】リソグラフィーにおける重要な一局面は、
基板表面上に生成されるフィーチャのサイズの均一性を
維持することである。フィーチャサイズの変動に対して
る現在出されている要求（臨界寸法としても知られる）
は、フィーチャサイズの変動が公称値のおよそ±５％未
満であることを要求するものである。これが示すこと
は、例えば、臨界寸法の分離ラインが１００ｎｍである
場合、変動は±５ｎｍ以下でなければならず、臨界寸法
の分離ラインが７０ｎｍである場合、変動は±３．５ｎ
ｍ以下でなければならず、臨界寸法の分離ラインが３０
ｎｍである場合、変動は±１．５ｎｍ以下でなければな
らない。フォーカスシステムは、これらの性能レベルを
達成するために重要なものである。
基板表面上に生成されるフィーチャのサイズの均一性を
維持することである。フィーチャサイズの変動に対して
る現在出されている要求（臨界寸法としても知られる）
は、フィーチャサイズの変動が公称値のおよそ±５％未
満であることを要求するものである。これが示すこと
は、例えば、臨界寸法の分離ラインが１００ｎｍである
場合、変動は±５ｎｍ以下でなければならず、臨界寸法
の分離ラインが７０ｎｍである場合、変動は±３．５ｎ
ｍ以下でなければならず、臨界寸法の分離ラインが３０
ｎｍである場合、変動は±１．５ｎｍ以下でなければな
らない。フォーカスシステムは、これらの性能レベルを
達成するために重要なものである。
【０００７】現在、いくつかの当該分野のフォーカスシ
ステムでは、キャパシタンスゲージセンサが用いられて
いる。フォーカスセンサのキャパシタンスゲージによる
計測法は、プレートコンデンサに平行な面において、プ
レートの分離が変化したときのプレート容量の変化に基
づく。平行平面プレートコンデンサの容量は、当該プレ
ートが（導電性基板上の均一な誘電層が充填された）当
該プレートの径から少し分離している場合、プレートの
分離レベルに反比例する。このような当該分野における
フォーカスシステムスキャンの現状は、現在のリソグラ
フィー分野における必要性を満たしている。しかし、次
世代のリソグラフィーを用いるためには、確率的誤差お
よび系統的誤差の双方を低減させることが必要となる。
現在、確率的誤差は、サーボ帯域において２ｎｍ−ｍｉ
ｓ（２乗平均）のオーダーである。現在、シフト平均
は、ウェハ処理を考慮しない場合、２５ｎｍのオーダー
である。現在、系統的誤差スキャンは１００ｎｍを上回
っている。現在、ウェハプロセスの誤差スキャンは、無
視できる値から１００ｎｍを超える値にまで及ぶ。
ステムでは、キャパシタンスゲージセンサが用いられて
いる。フォーカスセンサのキャパシタンスゲージによる
計測法は、プレートコンデンサに平行な面において、プ
レートの分離が変化したときのプレート容量の変化に基
づく。平行平面プレートコンデンサの容量は、当該プレ
ートが（導電性基板上の均一な誘電層が充填された）当
該プレートの径から少し分離している場合、プレートの
分離レベルに反比例する。このような当該分野における
フォーカスシステムスキャンの現状は、現在のリソグラ
フィー分野における必要性を満たしている。しかし、次
世代のリソグラフィーを用いるためには、確率的誤差お
よび系統的誤差の双方を低減させることが必要となる。
現在、確率的誤差は、サーボ帯域において２ｎｍ−ｍｉ
ｓ（２乗平均）のオーダーである。現在、シフト平均
は、ウェハ処理を考慮しない場合、２５ｎｍのオーダー
である。現在、系統的誤差スキャンは１００ｎｍを上回
っている。現在、ウェハプロセスの誤差スキャンは、無
視できる値から１００ｎｍを超える値にまで及ぶ。
【０００８】現在これらの誤差に対して得られている知
識によれば、確率的誤差の原因はキャパシタンスゲージ
電子機器にあると考えられている。シフト平均は、レジ
ストの下側にある層の厚みまたは特性の系統的変化に起
因する。ウェハプロセスにおける誤差は、ウエーバ（ｗ
ａｖｅｒ）回路層およびパターンに起因する。所与の集
積回路について、ウェハプロセスの誤差は、系統的オフ
セットであり、公称値は各フィールドと同じである。キ
ャパシタンスフォーカスセンサによる読み取り値は、導
線にオーバーレイされた誘電層と、パターンの特殊分布
との間の関数である。例えば、キャパシタンスセンサ
は、ウェハ標的が大エリア誘電膜から同じ表面上にあり
厚みも同じである導電性膜へ変化した場合の距離変化を
示す。加えて、キャパシタンスゲージを用いると、導線
フィルファクターが同じ平均値である場合の導線フィー
チャサイズの関数の読取り値が得られる。
識によれば、確率的誤差の原因はキャパシタンスゲージ
電子機器にあると考えられている。シフト平均は、レジ
ストの下側にある層の厚みまたは特性の系統的変化に起
因する。ウェハプロセスにおける誤差は、ウエーバ（ｗ
ａｖｅｒ）回路層およびパターンに起因する。所与の集
積回路について、ウェハプロセスの誤差は、系統的オフ
セットであり、公称値は各フィールドと同じである。キ
ャパシタンスフォーカスセンサによる読み取り値は、導
線にオーバーレイされた誘電層と、パターンの特殊分布
との間の関数である。例えば、キャパシタンスセンサ
は、ウェハ標的が大エリア誘電膜から同じ表面上にあり
厚みも同じである導電性膜へ変化した場合の距離変化を
示す。加えて、キャパシタンスゲージを用いると、導線
フィルファクターが同じ平均値である場合の導線フィー
チャサイズの関数の読取り値が得られる。
【０００９】従って、フォーカスシステムを改良して、
次世代のリソグラフィー用途における要求をみたすよう
なフォーカスシステムを提供する必要がある。より詳細
には、基板の表面上に生成されたフィーチャのサイズを
均一に維持するために用いることが可能な、改良された
フォーカスシステムが必要とされている。
次世代のリソグラフィー用途における要求をみたすよう
なフォーカスシステムを提供する必要がある。より詳細
には、基板の表面上に生成されたフィーチャのサイズを
均一に維持するために用いることが可能な、改良された
フォーカスシステムが必要とされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板の表面
上に生成されたフィーチャのサイズを均一に維持するた
めに用いることが可能な、改良されたフォーカスシステ
ムを提供することを目的とする。
上に生成されたフィーチャのサイズを均一に維持するた
めに用いることが可能な、改良されたフォーカスシステ
ムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の上部表
面にイメージを露光する露光領域を含むリソグラフィシ
ステムのフォーカス精度を向上させる方法であって、
（ａ）基板の上部表面上の特定の領域について、適切な
フォーカス精度を判定する工程であって、上記適切なフ
ォーカス精度は、上記特定領域が上記露光領域の下に位
置していないときに、較正センサを用いて判定される、
工程と、（ｂ）上記適切なフォーカス距離で、上記特定
領域について、第１の測定値を生成する工程であって、
上記第１の測定値は、上記特定領域が上記露光領域の下
に位置していないときに、二次制御センサを用いて生成
される、工程と、（ｃ）上記特定領域について、上記第
２の測定値を生成する工程であって、上記第２の測定値
は、上記特定領域が上記露光領域の下に位置している間
に、一次制御センサを用いて生成される、工程と、
（ｄ）上記特定領域が上記露光領域の下に位置している
間に、上記第１および第２の測定値に基づいて、実際の
フォーカス距離を調節する工程と、を包含し、上記較正
センサが、二次制御センサおよび一次制御センサよりも
高いフォーカス精度を有する。
面にイメージを露光する露光領域を含むリソグラフィシ
ステムのフォーカス精度を向上させる方法であって、
（ａ）基板の上部表面上の特定の領域について、適切な
フォーカス精度を判定する工程であって、上記適切なフ
ォーカス精度は、上記特定領域が上記露光領域の下に位
置していないときに、較正センサを用いて判定される、
工程と、（ｂ）上記適切なフォーカス距離で、上記特定
領域について、第１の測定値を生成する工程であって、
上記第１の測定値は、上記特定領域が上記露光領域の下
に位置していないときに、二次制御センサを用いて生成
される、工程と、（ｃ）上記特定領域について、上記第
２の測定値を生成する工程であって、上記第２の測定値
は、上記特定領域が上記露光領域の下に位置している間
に、一次制御センサを用いて生成される、工程と、
（ｄ）上記特定領域が上記露光領域の下に位置している
間に、上記第１および第２の測定値に基づいて、実際の
フォーカス距離を調節する工程と、を包含し、上記較正
センサが、二次制御センサおよび一次制御センサよりも
高いフォーカス精度を有する。
【００１２】（ｅ）露光領域を用いて、イメージの少な
くとも一部分を特定領域に露光する工程をさらに包含す
る。
くとも一部分を特定領域に露光する工程をさらに包含す
る。
【００１３】第１の測定値は、上記二次制御センサが上
記特定領域から適切なフォーカス位置にある場合に、上
記二次センサが生成する出力に相当し、上記第２の測定
値は、上記特定領域が上記露光領域の下に位置する場合
に、一次制御センサの出力に相当する。
記特定領域から適切なフォーカス位置にある場合に、上
記二次センサが生成する出力に相当し、上記第２の測定
値は、上記特定領域が上記露光領域の下に位置する場合
に、一次制御センサの出力に相当する。
【００１４】上記工程（ｄ）は、上記一次センサが、上
記特定領域が上記露光領域の下に位置している間に、上
記第１の測定値を生成するまで、上記特定領域の位置を
調節することによって、上記実際のフォーカス距離を調
節する工程を含む。
記特定領域が上記露光領域の下に位置している間に、上
記第１の測定値を生成するまで、上記特定領域の位置を
調節することによって、上記実際のフォーカス距離を調
節する工程を含む。
【００１５】上記工程（ｄ）が、（ｉ）上記第２の測定
値と上記第１の測定値との間の差を判定する工程と、
（ｉｉ）上記差に基づいて、上記特定領域の位置を調節
する工程と。
値と上記第１の測定値との間の差を判定する工程と、
（ｉｉ）上記差に基づいて、上記特定領域の位置を調節
する工程と。
【００１６】上記第１の測定値が、上記特定領域を上記
露光領域の下に位置付ける前の、上記二次制御センサと
上記特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、上記第２の測
定値が、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の、上記一次制御センサと上記特定領域との間の距
離Ｄ２に関連する。
露光領域の下に位置付ける前の、上記二次制御センサと
上記特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、上記第２の測
定値が、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の、上記一次制御センサと上記特定領域との間の距
離Ｄ２に関連する。
【００１７】上記工程（ｄ）が、距離Ｄ２を距離Ｄ１に
等しくなるように調節して、上記特定領域を、上記露光
領域から適切なフォーカス距離に位置付けることによっ
て、上記フォーカス距離を調節する工程を包含する。
等しくなるように調節して、上記特定領域を、上記露光
領域から適切なフォーカス距離に位置付けることによっ
て、上記フォーカス距離を調節する工程を包含する。
【００１８】上記較正センサは、少なくとも１つの空気
ゲージを備える、請求項１に記載の方法。
ゲージを備える、請求項１に記載の方法。
【００１９】上記一次制御センサは、少なくとも１つの
キャパシタンスゲージを備え、上記一次制御センサは、
上記二次制御センサと実質的に同一である。
キャパシタンスゲージを備え、上記一次制御センサは、
上記二次制御センサと実質的に同一である。
【００２０】上記較正センサは、少なくとも１つの光学
ゲージを備える。
ゲージを備える。
【００２１】上記較正センサは、少なくとも１つの近接
プローブを備える。
プローブを備える。
【００２２】上記露光領域は、レンズを備える。
【００２３】上記露光領域は、電子ビームを投影する。
【００２４】上記露光領域は、影を投影する。
【００２５】上記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）のそれぞれに記載の上記特定領域は、同じ基板上
に位置する。
（ｄ）のそれぞれに記載の上記特定領域は、同じ基板上
に位置する。
【００２６】上記工程（ｃ）および（ｄ）に記載の上記
特定領域は、上記工程（ａ）および（ｂ）に記載の上記
特定領域とは、異なる基板上に位置する。
特定領域は、上記工程（ａ）および（ｂ）に記載の上記
特定領域とは、異なる基板上に位置する。
【００２７】上記異なる基板は、上記工程（ａ）および
（ｂ）に記載の特定領域とは、異なるウェハ上に位置す
る。
（ｂ）に記載の特定領域とは、異なるウェハ上に位置す
る。
【００２８】上記工程（ｃ）および（ｄ）に記載の特定
領域は、ウェハの第１のフィールドに位置し、上記工程
（ａ）および（ｂ）に記載の特定領域は、上記ウェハの
第２のフィールドに位置する。
領域は、ウェハの第１のフィールドに位置し、上記工程
（ａ）および（ｂ）に記載の特定領域は、上記ウェハの
第２のフィールドに位置する。
【００２９】上記工程（ａ）および（ｂ）が、上記露光
領域から遠隔の位置で行われる。
領域から遠隔の位置で行われる。
【００３０】上記二次制御センサおよび上記一次制御セ
ンサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同一で
ある。
ンサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同一で
ある。
【００３１】本発明は、露光パターンに従って、基板の
上部表面にイメージを露光する露光領域を含むリソグラ
フィシステムのフォーカス精度を向上させる方法であっ
て、（ａ）上記露光パターンを計算する様態で基板を移
動させる工程と、（ｂ）適切なフォーカス距離を、上記
基板が上記露光パターンを計算する様態で移動するにつ
れて、第１のタイプのセンサを用いて判定する工程であ
って、上記適切なフォーカス距離は、それぞれ、上記露
光領域の下に位置付けられる前の上記基板の上部表面上
の領域に対応する、工程と、（ｃ）一組の測定値を、上
記基板が上記露光パターンを計算する様態で移動するに
つれて、第２のタイプのセンサを用いて生成する工程で
あって、上記特定領域が上記第１のタイプのセンサを用
いて判定された適切なフォーカス距離にあるときに、上
記一組の測定値のうちの各測定値が、上記基板の上部表
面上の領域に対応する、工程と、（ｄ）上記露光パター
ンに従って、上記上記基板の上部表面上の特定領域が上
記露光領域の下に位置するように上記基板を移動させる
工程と、（ｅ）上記露光領域の下の上記特定領域につい
て、特定の測定値を生成する工程であって、上記特定の
測定値は、第２のタイプのセンサを用いて生成される、
工程と、（ｆ）上記特定の測定値および上記一組の測定
値のうちの対応する測定値に基づいて、フォーカス距離
を調節する工程と、を包含し、上記第１のタイプのセン
サが、上記第２のタイプのセンサよりも高いフォーカス
精度を有する。
上部表面にイメージを露光する露光領域を含むリソグラ
フィシステムのフォーカス精度を向上させる方法であっ
て、（ａ）上記露光パターンを計算する様態で基板を移
動させる工程と、（ｂ）適切なフォーカス距離を、上記
基板が上記露光パターンを計算する様態で移動するにつ
れて、第１のタイプのセンサを用いて判定する工程であ
って、上記適切なフォーカス距離は、それぞれ、上記露
光領域の下に位置付けられる前の上記基板の上部表面上
の領域に対応する、工程と、（ｃ）一組の測定値を、上
記基板が上記露光パターンを計算する様態で移動するに
つれて、第２のタイプのセンサを用いて生成する工程で
あって、上記特定領域が上記第１のタイプのセンサを用
いて判定された適切なフォーカス距離にあるときに、上
記一組の測定値のうちの各測定値が、上記基板の上部表
面上の領域に対応する、工程と、（ｄ）上記露光パター
ンに従って、上記上記基板の上部表面上の特定領域が上
記露光領域の下に位置するように上記基板を移動させる
工程と、（ｅ）上記露光領域の下の上記特定領域につい
て、特定の測定値を生成する工程であって、上記特定の
測定値は、第２のタイプのセンサを用いて生成される、
工程と、（ｆ）上記特定の測定値および上記一組の測定
値のうちの対応する測定値に基づいて、フォーカス距離
を調節する工程と、を包含し、上記第１のタイプのセン
サが、上記第２のタイプのセンサよりも高いフォーカス
精度を有する。
【００３２】（ｇ）上記イメージの少なくとも一部分
を、露光領域を用いて、上記特定の領域に露光する工程
をさらに包含する。
を、露光領域を用いて、上記特定の領域に露光する工程
をさらに包含する。
【００３３】（ｈ）上記露光パターンに従って、上記上
部表面上の他の特定領域が上記露光領域の下に位置する
ように上記基板を移動させる工程と、（ｉ）上記工程
（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、および（ｈ）を複数回繰り返
す工程と、をさらに包含する。
部表面上の他の特定領域が上記露光領域の下に位置する
ように上記基板を移動させる工程と、（ｉ）上記工程
（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、および（ｈ）を複数回繰り返
す工程と、をさらに包含する。
【００３４】上記工程（ｆ）が、上記特定領域が上記露
光領域の下にある間に、上記第２のタイプのセンサが上
記一組の測定値のうちの対応する測定値を生成するまで
上記特定領域の位置を調節することによって、上記フォ
ーカス距離を調節する工程を包含する。
光領域の下にある間に、上記第２のタイプのセンサが上
記一組の測定値のうちの対応する測定値を生成するまで
上記特定領域の位置を調節することによって、上記フォ
ーカス距離を調節する工程を包含する。
【００３５】上記工程（ｆ）が、（ｉ）上記特定領域に
関する上記特定の測定値と、上記一組の測定値のうちの
対応する測定値との間の差を判定する工程と、（ｉｉ）
上記差に基づいて、上記特定領域の位置を調節する工程
と、を包含する。
関する上記特定の測定値と、上記一組の測定値のうちの
対応する測定値との間の差を判定する工程と、（ｉｉ）
上記差に基づいて、上記特定領域の位置を調節する工程
と、を包含する。
【００３６】上記第１のタイプのセンサが、少なくとも
空気ゲージを備える。
空気ゲージを備える。
【００３７】上記第２のタイプのセンサが、少なくとも
１つのキャパシタンスゲージを備える。
１つのキャパシタンスゲージを備える。
【００３８】上記工程（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）
が、上記露光領域から遠隔の位置で行われる。
が、上記露光領域から遠隔の位置で行われる。
【００３９】上記一組の測定値を判定するために用いら
れる上記第２のタイプのセンサは、上記特定測定値を判
定するために用いられる第２のタイプのセンサと、別個
であるが、実質的に同一である。
れる上記第２のタイプのセンサは、上記特定測定値を判
定するために用いられる第２のタイプのセンサと、別個
であるが、実質的に同一である。
【００４０】上記露光領域がレンズを備える。
【００４１】リソグラフィシステムにおいて用いられ
る、露光パターンに従ってイメージを基板に露光する露
光領域を含むフォーカスシステムであって、基板の上部
表面上の特定領域について、特定領域を露光領域の下に
位置付ける前に適切なフォーカス距離を判定する較正セ
ンサと、上記適切なフォーカス距離の特定領域につい
て、第１の測定値を生成する二次制御センサであって、
上記特定領域が上記露光領域の下に位置付けられる前
に、一次制御センサが第１の測定値を生成する、二次制
御センサと、上記特定領域について、上記特定領域が上
記露光領域の下に位置している間に、第２の測定値を生
成する、一次制御センサと、上記特定領域が上記露光領
域の下に位置している間に、上記第１および第２の測定
値に基づいて、実際のフォーカス距離を調節するフォー
カス調節器と、を備え、上記較正センサが、上記二次制
御センサおよび上記一次制御センサのそれぞれよりも高
いフォーカス精度を有する。
る、露光パターンに従ってイメージを基板に露光する露
光領域を含むフォーカスシステムであって、基板の上部
表面上の特定領域について、特定領域を露光領域の下に
位置付ける前に適切なフォーカス距離を判定する較正セ
ンサと、上記適切なフォーカス距離の特定領域につい
て、第１の測定値を生成する二次制御センサであって、
上記特定領域が上記露光領域の下に位置付けられる前
に、一次制御センサが第１の測定値を生成する、二次制
御センサと、上記特定領域について、上記特定領域が上
記露光領域の下に位置している間に、第２の測定値を生
成する、一次制御センサと、上記特定領域が上記露光領
域の下に位置している間に、上記第１および第２の測定
値に基づいて、実際のフォーカス距離を調節するフォー
カス調節器と、を備え、上記較正センサが、上記二次制
御センサおよび上記一次制御センサのそれぞれよりも高
いフォーカス精度を有する。
【００４２】上記第１の測定値は、上記二次制御センサ
が上記特定領域から上記適切なフォーカス距離にある場
合に上記二次制御センサが生成する出力に相当し、上記
第２の測定値は、上記特定領域が上記露光領域の下に位
置している間の上記一次制御センサの出力に相当する。
が上記特定領域から上記適切なフォーカス距離にある場
合に上記二次制御センサが生成する出力に相当し、上記
第２の測定値は、上記特定領域が上記露光領域の下に位
置している間の上記一次制御センサの出力に相当する。
【００４３】上記フォーカス調節器は、上記一次制御セ
ンサが、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の第１の測定値を生成するまで、上記特定領域の位
置を調節する。
ンサが、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の第１の測定値を生成するまで、上記特定領域の位
置を調節する。
【００４４】上記調節器が、上記第２の測定値と上記第
１の測定値との間の差に基づいて、上記特定領域の位置
を調節する。
１の測定値との間の差に基づいて、上記特定領域の位置
を調節する。
【００４５】上記第１の測定値が、上記特定領域を上記
露光領域の下に位置付ける前の、上記二次制御センサと
上記特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、上記第２の測
定値が、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の、上記一次制御センサと上記特定領域との間の距
離Ｄ２に関連する。
露光領域の下に位置付ける前の、上記二次制御センサと
上記特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、上記第２の測
定値が、上記特定領域が上記露光領域の下に位置してい
る間の、上記一次制御センサと上記特定領域との間の距
離Ｄ２に関連する。
【００４６】上記調節器が、距離Ｄ２を距離Ｄ１に等し
くなるように調節して、上記特定領域を、上記露光領域
から適切なフォーカス距離に位置付ける。
くなるように調節して、上記特定領域を、上記露光領域
から適切なフォーカス距離に位置付ける。
【００４７】上記較正センサは、少なくとも１つの空気
ゲージを備える。
ゲージを備える。
【００４８】上記二次制御センサは、少なくとも１つの
キャパシタンスゲージを備え、上記一次制御センサは、
上記二次制御センサと実質的に同一である。
キャパシタンスゲージを備え、上記一次制御センサは、
上記二次制御センサと実質的に同一である。
【００４９】上記較正センサおよび上記二次制御センサ
は、上記露光領域から遠隔に位置し、上記一次制御セン
サは、上記露光領域の近傍に位置する。
は、上記露光領域から遠隔に位置し、上記一次制御セン
サは、上記露光領域の近傍に位置する。
【００５０】上記較正センサは、少なくとも１つの光学
ゲージを備える。
ゲージを備える。
【００５１】上記露光領域は、少なくとも１つの近接プ
ローブを備える。
ローブを備える。
【００５２】上記露光領域は、レンズを備える。
【００５３】上記露光領域は、電子ビームを投影する。
【００５４】上記露光領域は、影を投影する。
【００５５】上記較正センサ、上記二次制御センサ、上
記一次制御センサ、および上記フォーカス調節器に関し
て記載された上記特定領域は、同じ基板上に位置する。
記一次制御センサ、および上記フォーカス調節器に関し
て記載された上記特定領域は、同じ基板上に位置する。
【００５６】上記較正センサおよび上記二次制御センサ
に関連して記載された上記特定領域は、上記一次制御セ
ンサおよび上記フォーカス調節器に関連して記載された
特定領域とは、異なる基板上に位置する。
に関連して記載された上記特定領域は、上記一次制御セ
ンサおよび上記フォーカス調節器に関連して記載された
特定領域とは、異なる基板上に位置する。
【００５７】上記異なる基板は、上記較正センサおよび
上記フォーカス調節器に関して記載された特定領域と
は、異なるウェハ上に位置する。
上記フォーカス調節器に関して記載された特定領域と
は、異なるウェハ上に位置する。
【００５８】上記一次制御センサおよび上記フォーカス
調節器に関連して記載された特定領域は、ウェハの第１
のフィールドに位置し、上記較正センサおよび上記二次
制御センサに関連して記載された特定領域は、上記ウェ
ハの第２のフィールドに位置する。
調節器に関連して記載された特定領域は、ウェハの第１
のフィールドに位置し、上記較正センサおよび上記二次
制御センサに関連して記載された特定領域は、上記ウェ
ハの第２のフィールドに位置する。
【００５９】上記較正センサおよび上記二次制御センサ
が、上記露光領域から遠隔の位置にある。
が、上記露光領域から遠隔の位置にある。
【００６０】上記二次制御センサおよび上記一次制御セ
ンサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同一で
ある。
ンサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同一で
ある。
【００６１】本発明は、リソグラフィシステムにおいて
用いられる、露光パターンに従ってイメージを基板に露
光する露光領域を含むフォーカスシステムであって、適
切なフォーカス距離を、上記露光領域の下に位置付けら
れる前に基板が上記露光パターンを計算する様態で移動
するにつれて、第１のタイプのセンサを用いて判定する
較正センサであって、上記適切なフォーカス距離は、そ
れぞれ、上記基板の上部表面上の領域に対応する、較正
センサと、一組の測定値を、上記基板が上記露光領域の
下に位置付けられる前に、上記基板が上記露光パターン
を計算する様態で移動するにつれて、第２のタイプのセ
ンサを用いて生成する二次制御センサであって、上記特
定領域が上記第１のタイプのセンサを用いて判定された
適切なフォーカス距離にあるときに、上記一組の測定値
のうちの各測定値が、上記基板の上部表面上の領域に対
応する、二次制御センサと、上記露光領域の下に位置す
る基板の表面上の上記特定領域について、特定の測定値
を生成する一次制御センサと、上記特定の測定値および
上記一組の測定値のうちの対応する測定値に基づいて、
フォーカス距離を調節する調節器と、を備え、上記較正
センサが、上記二次制御センサおよび上記一次制御セン
サのそれぞれよりも高いフォーカス精度を有する。
用いられる、露光パターンに従ってイメージを基板に露
光する露光領域を含むフォーカスシステムであって、適
切なフォーカス距離を、上記露光領域の下に位置付けら
れる前に基板が上記露光パターンを計算する様態で移動
するにつれて、第１のタイプのセンサを用いて判定する
較正センサであって、上記適切なフォーカス距離は、そ
れぞれ、上記基板の上部表面上の領域に対応する、較正
センサと、一組の測定値を、上記基板が上記露光領域の
下に位置付けられる前に、上記基板が上記露光パターン
を計算する様態で移動するにつれて、第２のタイプのセ
ンサを用いて生成する二次制御センサであって、上記特
定領域が上記第１のタイプのセンサを用いて判定された
適切なフォーカス距離にあるときに、上記一組の測定値
のうちの各測定値が、上記基板の上部表面上の領域に対
応する、二次制御センサと、上記露光領域の下に位置す
る基板の表面上の上記特定領域について、特定の測定値
を生成する一次制御センサと、上記特定の測定値および
上記一組の測定値のうちの対応する測定値に基づいて、
フォーカス距離を調節する調節器と、を備え、上記較正
センサが、上記二次制御センサおよび上記一次制御セン
サのそれぞれよりも高いフォーカス精度を有する。
【００６２】本発明は、画像を基板表面上に露光させる
ためのレンズを含むリソグラフィーシステムのフォーカ
ス精度を向上させるための方法およびシステムに関す
る。
ためのレンズを含むリソグラフィーシステムのフォーカ
ス精度を向上させるための方法およびシステムに関す
る。
【００６３】本発明の一実施形態によれば、上記レンズ
の下側にある上記基板面上に特定の領域を位置付けする
前に、上記特定の領域について適切なフォーカス距離を
較正センサを用いて決定する。上記較正センサは、非常
に高いフォーカス精度を有し、上記画像露光部から離れ
て配置されるかまたは上記画像露光部に対して軸がずれ
た状態で配置される較正サブシステムの一部である。次
いで、上記適切なフォーカス距離における特定の領域に
関連する第１の測定値が生成される。上記第１の測定値
は、上記較正センサよりもフォーカス精度が低い２次制
御センサを用いて生成される。
の下側にある上記基板面上に特定の領域を位置付けする
前に、上記特定の領域について適切なフォーカス距離を
較正センサを用いて決定する。上記較正センサは、非常
に高いフォーカス精度を有し、上記画像露光部から離れ
て配置されるかまたは上記画像露光部に対して軸がずれ
た状態で配置される較正サブシステムの一部である。次
いで、上記適切なフォーカス距離における特定の領域に
関連する第１の測定値が生成される。上記第１の測定値
は、上記較正センサよりもフォーカス精度が低い２次制
御センサを用いて生成される。
【００６４】上記画像を上記基板上に露光させる場合、
１次センサシステム（制御サブシステムとも呼ばれる）
の一部である上記レンズの下側に上記特定の領域を位置
付けする。上記レンズの下側で上記特定の領域が位置付
けされる間、上記特定の領域に関連する第２の測定値が
１次制御センサを用いて生成される。上記１次制御セン
サはまた、上記較正センサよりも低いフォーカス精度を
有する。好適には、上記１次制御センサは、上記２次制
御センサと実質的に同じである。次いで、上記第１の測
定値および上記第２の測定値に基づいて実際のフォーカ
ス距離を調節する。上記フォーカス距離が正確に調節さ
れると、上記特定の領域上に画像の一部が露光される。
１次センサシステム（制御サブシステムとも呼ばれる）
の一部である上記レンズの下側に上記特定の領域を位置
付けする。上記レンズの下側で上記特定の領域が位置付
けされる間、上記特定の領域に関連する第２の測定値が
１次制御センサを用いて生成される。上記１次制御セン
サはまた、上記較正センサよりも低いフォーカス精度を
有する。好適には、上記１次制御センサは、上記２次制
御センサと実質的に同じである。次いで、上記第１の測
定値および上記第２の測定値に基づいて実際のフォーカ
ス距離を調節する。上記フォーカス距離が正確に調節さ
れると、上記特定の領域上に画像の一部が露光される。
【００６５】
【発明の実施の形態】以下、本発明のさらなる機能およ
び利点ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動
作について、添付の図面を参照しながら詳細に説明す
る。
び利点ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動
作について、添付の図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００６６】本発明の機能、目標、および利点は、以下
に説明する詳細な説明を図面と共に参照すればより明ら
かとなる。図面中、同様の参照符号は、対応する要素を
示す。
に説明する詳細な説明を図面と共に参照すればより明ら
かとなる。図面中、同様の参照符号は、対応する要素を
示す。
【００６７】典型的なリソグラフィーツールとして、シ
リコンウェハのフォトレジスト表面を投影システムの所
望の画像平面（焦点面とも呼ばれる）内に維持するフォ
ーカスシステムがある。このようなフォーカスシステム
は典型的にはサーボシステムであり、以下のような分類
が可能なコンポーネントから構成される：１）すなわ
ち、基板表面の位置を感知する要素；および２）作動を
行う要素。本発明は、基板表面の位置を感知するフォー
カスシステム要素に関連する。
リコンウェハのフォトレジスト表面を投影システムの所
望の画像平面（焦点面とも呼ばれる）内に維持するフォ
ーカスシステムがある。このようなフォーカスシステム
は典型的にはサーボシステムであり、以下のような分類
が可能なコンポーネントから構成される：１）すなわ
ち、基板表面の位置を感知する要素；および２）作動を
行う要素。本発明は、基板表面の位置を感知するフォー
カスシステム要素に関連する。
【００６８】フォーカスシステムの重要な性能要件は、
以下に関連する：すなわち、フォーカスの精度および正
確性；スキャン時間の帯域および開始；ダイナミックレ
ンジおよびワーキングレンジ；熱拡散；線形レンジ；な
らびにレジスト効果に対する無感度。以下、これらの性
能要件それぞれについて説明する。以下の説明におい
て、基板はウェハであると仮定する。
以下に関連する：すなわち、フォーカスの精度および正
確性；スキャン時間の帯域および開始；ダイナミックレ
ンジおよびワーキングレンジ；熱拡散；線形レンジ；な
らびにレジスト効果に対する無感度。以下、これらの性
能要件それぞれについて説明する。以下の説明におい
て、基板はウェハであると仮定する。
【００６９】本発明を用いれば、次世代リソグラフィー
の用途に必要な性能要件を達成することが可能である。
しかし、本発明は、以下の性能要件がそれぞれ満たされ
ることを要求するものではない。すなわち、本発明の範
囲は、性能要件に関する以下の議論によって限定される
べきではなく、本明細書中の特許請求の範囲およびその
均等物によって規定されるべきである。
の用途に必要な性能要件を達成することが可能である。
しかし、本発明は、以下の性能要件がそれぞれ満たされ
ることを要求するものではない。すなわち、本発明の範
囲は、性能要件に関する以下の議論によって限定される
べきではなく、本明細書中の特許請求の範囲およびその
均等物によって規定されるべきである。
【００７０】（１．性能要件の説明）
（Ａ．フォーカスの精度および正確性）フォーカスシス
テムには、基板が空気、ガスまたは真空のどこにある場
合にでも、基板の上部フォトレジストを精度良くかつ正
確に発見することが必要とされる。フォーカス精度と
は、フォーカスシステムが画像フォーカス平面に対する
ウェハ平面焦点を決定する能力を指す。正確性とは、所
与のフォーカス測定を繰り返す能力（すなわち、測定反
復性）を指す。
テムには、基板が空気、ガスまたは真空のどこにある場
合にでも、基板の上部フォトレジストを精度良くかつ正
確に発見することが必要とされる。フォーカス精度と
は、フォーカスシステムが画像フォーカス平面に対する
ウェハ平面焦点を決定する能力を指す。正確性とは、所
与のフォーカス測定を繰り返す能力（すなわち、測定反
復性）を指す。
【００７１】フォーカスシステムの精度および正確性
は、リソグラフィー装置の均一性に関する臨界寸法要件
と一貫したものでなければならない。フォーカス変動は
様々な誤差から発生し得、そのような誤差を分類する
と、シフト平均誤差ソース、系統的誤差ソースおよび確
率的誤差ソースに分類することができる。最良の焦点か
らの距離が大きくなるほど、臨界寸法の変動も大きくな
る。投影光学機器の臨界寸法の均一性は、所与のフィー
チャの種類に関する投影光学機器特性およびレジスト特
性の関数である。投影光学機器が収差無しで設計された
場合、その投影光学機器は、最良の焦点においてゼロに
近くなる。臨界寸法対フォーカスレンジをプロットし、
シフト平均、系統的誤差および確率的誤差に貢献するフ
ァクターを調査することにより、臨界寸法とフォーカス
誤差との間の関係を確立することができる。フォーカス
誤差へ貢献する要素としては、以下のものがある：すな
わち、レチクルステージ、自動較正誤差、投影光学機器
の誤差、フォーカス制御の誤差、ウェハ厚さの誤差、な
らびに測定設定およびツール設定。レチクルステージ
は、レチクル平面の平面度誤差、レチクルとレチクル平
面との間への汚染混入、レチクルステージの位置の測定
誤差、ならびに熱によって誘引されるレチクル位置のド
リフトがあるため、フォーカス誤差の原因となり得る。
自動較正誤差としては、ツールドリフトおよび自動較正
ドリフトがある。投影光学機器誤差は、非点収差および
像面湾曲に関連する。フォーカス制御誤差は、フォーカ
ス誤差のおよそ３０％を占め、ウェハチャッキングと、
背面平面度と、フォーカス正確性と、フォーカスオフセ
ットとフォーカス安定度とに関連する。
は、リソグラフィー装置の均一性に関する臨界寸法要件
と一貫したものでなければならない。フォーカス変動は
様々な誤差から発生し得、そのような誤差を分類する
と、シフト平均誤差ソース、系統的誤差ソースおよび確
率的誤差ソースに分類することができる。最良の焦点か
らの距離が大きくなるほど、臨界寸法の変動も大きくな
る。投影光学機器の臨界寸法の均一性は、所与のフィー
チャの種類に関する投影光学機器特性およびレジスト特
性の関数である。投影光学機器が収差無しで設計された
場合、その投影光学機器は、最良の焦点においてゼロに
近くなる。臨界寸法対フォーカスレンジをプロットし、
シフト平均、系統的誤差および確率的誤差に貢献するフ
ァクターを調査することにより、臨界寸法とフォーカス
誤差との間の関係を確立することができる。フォーカス
誤差へ貢献する要素としては、以下のものがある：すな
わち、レチクルステージ、自動較正誤差、投影光学機器
の誤差、フォーカス制御の誤差、ウェハ厚さの誤差、な
らびに測定設定およびツール設定。レチクルステージ
は、レチクル平面の平面度誤差、レチクルとレチクル平
面との間への汚染混入、レチクルステージの位置の測定
誤差、ならびに熱によって誘引されるレチクル位置のド
リフトがあるため、フォーカス誤差の原因となり得る。
自動較正誤差としては、ツールドリフトおよび自動較正
ドリフトがある。投影光学機器誤差は、非点収差および
像面湾曲に関連する。フォーカス制御誤差は、フォーカ
ス誤差のおよそ３０％を占め、ウェハチャッキングと、
背面平面度と、フォーカス正確性と、フォーカスオフセ
ットとフォーカス安定度とに関連する。
【００７２】（Ｂ．帯域）帯域は、２つの部分から構成
される。そのうち１つの部分は、スキャン中に発生する
トポグラフィーの変化に反応する能力である。必要な帯
域は、照射スロットの寸法のスキャン方向のスキャン速
度に比例する。これを数字で表すと、必要な帯域は典型
的には５０Ｈｚになる。もう一方の１つの部分は、スキ
ャンをウェハエッジ部へに行う場合（これは、典型的な
ウェハスキャンの間に複数回発生する状況である）に
（スキャン時間の開始）を確定する能力である。この移
行の間、フォーカスシステムは通常、ウェハ上に配置さ
れる直前にフォーカス位置に先導され、これにより、フ
ォーカスセンサ（単数または複数）がウェハ表面上を通
過した後に必要なフォーカス調節量を低減する。フォー
カスシステムをいかに早く実際のフォーカス環境になじ
ませるかによって、エッジフィールドスキャンが「焦点
ずれ」になる程度が決定する。実際のフィールド距離を
１ミリメートル未満に保持することが望まれる場合、帯
域をスキャン速度に応じて２００Ｈｚを上回る値にしな
ければならない。
される。そのうち１つの部分は、スキャン中に発生する
トポグラフィーの変化に反応する能力である。必要な帯
域は、照射スロットの寸法のスキャン方向のスキャン速
度に比例する。これを数字で表すと、必要な帯域は典型
的には５０Ｈｚになる。もう一方の１つの部分は、スキ
ャンをウェハエッジ部へに行う場合（これは、典型的な
ウェハスキャンの間に複数回発生する状況である）に
（スキャン時間の開始）を確定する能力である。この移
行の間、フォーカスシステムは通常、ウェハ上に配置さ
れる直前にフォーカス位置に先導され、これにより、フ
ォーカスセンサ（単数または複数）がウェハ表面上を通
過した後に必要なフォーカス調節量を低減する。フォー
カスシステムをいかに早く実際のフォーカス環境になじ
ませるかによって、エッジフィールドスキャンが「焦点
ずれ」になる程度が決定する。実際のフィールド距離を
１ミリメートル未満に保持することが望まれる場合、帯
域をスキャン速度に応じて２００Ｈｚを上回る値にしな
ければならない。
【００７３】（Ｃ．ダイナミックレンジおよびワーキン
グレンジ）フォーカスシステムのダイナミックレンジ
は、ウェハ表面厚さの変動と、レンズからウェハにかけ
ての位置（±１００ｇｍのフォーカスレンジ）における
単位間偏差とによって影響を受ける。一方、フォーカス
システムのワーキングレンジは、±２００Ｈｚである。
グレンジ）フォーカスシステムのダイナミックレンジ
は、ウェハ表面厚さの変動と、レンズからウェハにかけ
ての位置（±１００ｇｍのフォーカスレンジ）における
単位間偏差とによって影響を受ける。一方、フォーカス
システムのワーキングレンジは、±２００Ｈｚである。
【００７４】（Ｄ．線形レンジ）フォーカスシステムの
線形性は、直線から±５ｎｍよりも大きな偏差を持たな
いか、または、このレベルで修正可能であるべきであ
る。
線形性は、直線から±５ｎｍよりも大きな偏差を持たな
いか、または、このレベルで修正可能であるべきであ
る。
【００７５】（Ｅ．熱拡散）フォーカスシステムによ
る、投影光学機器近隣の熱拡散（電力放散としても知ら
れる）は、０．１ワット未満に保持されるべきである。
る、投影光学機器近隣の熱拡散（電力放散としても知ら
れる）は、０．１ワット未満に保持されるべきである。
【００７６】（Ｆ．ウェハ処理およびレジスト効果に対
する無感度）フォーカスシステムの感度は、ウェハ処理
（例えば、パターニング、膜層およびレジスト層）の現
状に対して最小であるべきである。
する無感度）フォーカスシステムの感度は、ウェハ処理
（例えば、パターニング、膜層およびレジスト層）の現
状に対して最小であるべきである。
【００７７】（２．例示的なフォーカスシステム）図１
は、例示的なフォーカスシステム１００（１次フォーカ
スシステム１００とも呼ばれる）の機能ブロック図であ
る。このフォーカスシステム１００は、アラインメント
動作および露光動作の間、閉ループサーボを用いて、ウ
ェハ１１０のウェハ表面１１２を投影光学機器１０２の
実際の焦点面に保持しようとする。ウェハ１１０は、ウ
ェハステージ１１６上のウェハチャック１１４によって
支持される。この例示的なシステムにおいて、制御セン
サ１０４および１０６は、投影光学機器１１０の露光エ
リア１０８（例えば、露光スロット、露光対象表面に最
も近接する露光レンズ、または露光対象表面に最も近接
する他の任意の種類の露光エリア）のいずれかの側部に
おいてそして露光エリア１０８に近接して配置される。
制御センサ１０４および１０６（以下、まとめて１次制
御センサと呼ぶ）は、例えば、ウェハ１１０のウェハ表
面１１２の位置（例えば、ウェハ１１０のウェハ表面１
１２への距離）を測定するキャパシタンスゲージであり
得る。このような実施形態において、例えば、制御セン
サ１０４および１０６を用いて得られた測定値を平均化
することにより、焦点面（フォーカス距離とも呼ばれ
る）を推定することができる。２つの制御センサ（例え
ば、センサ１０４および１０６）を用いると、２次元表
面の閉ループが支持されれる。制御センサを４つ用い
て、そのうち２つを露光エリア１０８の両側に配置する
と、３次元表面の閉ループを支持することができる。し
かし、制御センサを１つだけ用いる場合にも本発明を用
いることが可能である点に留意されたい。完全を期すた
め、ウェハチャック１１４およびウェハステージ１１６
も図示する。これらのウェハチャック１１４およびウェ
ハステージ１１６はどちらとも、ウェハ１１０を操作す
る際に用いられる。ウェハチャック１１４およびウェハ
ステージ１１６は、１次フォーカスシステム１００と連
係しながら基板を操作するフォーカス調節器の例示的な
部分である。
は、例示的なフォーカスシステム１００（１次フォーカ
スシステム１００とも呼ばれる）の機能ブロック図であ
る。このフォーカスシステム１００は、アラインメント
動作および露光動作の間、閉ループサーボを用いて、ウ
ェハ１１０のウェハ表面１１２を投影光学機器１０２の
実際の焦点面に保持しようとする。ウェハ１１０は、ウ
ェハステージ１１６上のウェハチャック１１４によって
支持される。この例示的なシステムにおいて、制御セン
サ１０４および１０６は、投影光学機器１１０の露光エ
リア１０８（例えば、露光スロット、露光対象表面に最
も近接する露光レンズ、または露光対象表面に最も近接
する他の任意の種類の露光エリア）のいずれかの側部に
おいてそして露光エリア１０８に近接して配置される。
制御センサ１０４および１０６（以下、まとめて１次制
御センサと呼ぶ）は、例えば、ウェハ１１０のウェハ表
面１１２の位置（例えば、ウェハ１１０のウェハ表面１
１２への距離）を測定するキャパシタンスゲージであり
得る。このような実施形態において、例えば、制御セン
サ１０４および１０６を用いて得られた測定値を平均化
することにより、焦点面（フォーカス距離とも呼ばれ
る）を推定することができる。２つの制御センサ（例え
ば、センサ１０４および１０６）を用いると、２次元表
面の閉ループが支持されれる。制御センサを４つ用い
て、そのうち２つを露光エリア１０８の両側に配置する
と、３次元表面の閉ループを支持することができる。し
かし、制御センサを１つだけ用いる場合にも本発明を用
いることが可能である点に留意されたい。完全を期すた
め、ウェハチャック１１４およびウェハステージ１１６
も図示する。これらのウェハチャック１１４およびウェ
ハステージ１１６はどちらとも、ウェハ１１０を操作す
る際に用いられる。ウェハチャック１１４およびウェハ
ステージ１１６は、１次フォーカスシステム１００と連
係しながら基板を操作するフォーカス調節器の例示的な
部分である。
【００７８】非光学システムにおいて、同様のフォーカ
スシステムを用いることができる。例えば、光ビーム上
に投影する代わりに、露光エリア１０８によって電子ビ
ームを（例えば、Ｘ線リソグラフィーシステムにおい
て）投影することができる。あるいは、露光エリア１０
８によって密着印画を用いて（例えば、リソグラフィー
システムにおいて）影を投影することができる。
スシステムを用いることができる。例えば、光ビーム上
に投影する代わりに、露光エリア１０８によって電子ビ
ームを（例えば、Ｘ線リソグラフィーシステムにおい
て）投影することができる。あるいは、露光エリア１０
８によって密着印画を用いて（例えば、リソグラフィー
システムにおいて）影を投影することができる。
【００７９】上記の記載から、ウェハの非平面度が原因
となって推定された焦点面と、実際の焦点面との間に差
異が発生する場合があることが明らかである。本発明の
目的は、このようなウェハトポグラフィーの誤差を最低
限にすることである。より詳細には、本発明の目的は、
露光エリア１０８から距離を置いて配置された１つ以上
のセンサから得られたウェハ表面の測定値を修正して、
センサが露光エリア１０８に配置された場合に当該セン
サが生成するであろう測定値とその修正値とを正確に整
合させることである制御センサは露光エリアと密接して
配置される。そのため、図１に示すアーキテクチャの場
合、センサ１０４および１０６を次世代リソグラフィー
システムの要件を満たすようなものにするためにはセン
サ１０４および１０６をほとんど理想的なものしなけれ
ばならないため、著しい不利点が出てくる。より詳細に
は、次世代リソグラフィーシステムの要件を満たすため
には、センサ１０４および１０６には以下のものが要求
される：すなわち、十分なフォーカス精度およびフォー
カス正確性；十分に高い帯域；受容可能な確定特性；受
容可能なダイナミックレンジ特性およびワーキングレン
ジ特性；受容可能な熱拡散；受容可能な線形レンジ；な
らびにレジスト効果に対する十分な無感度。そのため、
次世代のリソグラフィーシステムに関する一連の制約
は、達成するのが極めて困難なものとなっている。
となって推定された焦点面と、実際の焦点面との間に差
異が発生する場合があることが明らかである。本発明の
目的は、このようなウェハトポグラフィーの誤差を最低
限にすることである。より詳細には、本発明の目的は、
露光エリア１０８から距離を置いて配置された１つ以上
のセンサから得られたウェハ表面の測定値を修正して、
センサが露光エリア１０８に配置された場合に当該セン
サが生成するであろう測定値とその修正値とを正確に整
合させることである制御センサは露光エリアと密接して
配置される。そのため、図１に示すアーキテクチャの場
合、センサ１０４および１０６を次世代リソグラフィー
システムの要件を満たすようなものにするためにはセン
サ１０４および１０６をほとんど理想的なものしなけれ
ばならないため、著しい不利点が出てくる。より詳細に
は、次世代リソグラフィーシステムの要件を満たすため
には、センサ１０４および１０６には以下のものが要求
される：すなわち、十分なフォーカス精度およびフォー
カス正確性；十分に高い帯域；受容可能な確定特性；受
容可能なダイナミックレンジ特性およびワーキングレン
ジ特性；受容可能な熱拡散；受容可能な線形レンジ；な
らびにレジスト効果に対する十分な無感度。そのため、
次世代のリソグラフィーシステムに関する一連の制約
は、達成するのが極めて困難なものとなっている。
【００８０】本発明は、センサ１０４および１０６に関
する上記要件のいくつかを軽減する。この軽減は、露光
レンズ１０８（すなわち、投影光学機器１０２のレンズ
でウェハ１１０の表面１１２に最も近接するレンズ）の
代わりに１次フォーカスシステムを複製することによっ
て達成される。複製された１次フォーカスシステムは、
１つ以上のさらなるセンサとして、露光エリアにおける
フォーカス誤差を決定する際に用いることが可能であ
る。以下、この点についてより詳細に説明する。
する上記要件のいくつかを軽減する。この軽減は、露光
レンズ１０８（すなわち、投影光学機器１０２のレンズ
でウェハ１１０の表面１１２に最も近接するレンズ）の
代わりに１次フォーカスシステムを複製することによっ
て達成される。複製された１次フォーカスシステムは、
１つ以上のさらなるセンサとして、露光エリアにおける
フォーカス誤差を決定する際に用いることが可能であ
る。以下、この点についてより詳細に説明する。
【００８１】１次制御センサ（例えば、センサ１０４お
よび１０６）によって行われる機能は、リソグラフィー
システム内に配置された露光光学機器（すなわち、レン
ズ１０８）のアクティブなオンラインの焦点合わせ制御
に関連する。従って、１次制御センサは、リソグラフィ
ーシステムのレンズ１０８に近接して配置される。その
ため、この１次制御センサに要求される要件は、スペー
スに関する制約が厳しいものとなる。リソグラフィーシ
ステムのレンズ近隣の物理的スペースの制約を解決する
ことは、常に課題となる。リソグラフィーシステムは、
フォーカスセンサに加えて、（例えば、レジストからガ
スとして放出される汚染物を除去するための）さらなる
ハードウェアを必要とし得る。このようなガスとして放
出される生成物は典型的には、レンズ環境への汚染物混
入を避けるために除去される。そのため、この極めて高
感度のリソグラフィーシステムのエリア（すなわち、レ
ンズ１０８の近隣に）パッキングする必要のあるサブシ
ステムの数を限定することが重要である。
よび１０６）によって行われる機能は、リソグラフィー
システム内に配置された露光光学機器（すなわち、レン
ズ１０８）のアクティブなオンラインの焦点合わせ制御
に関連する。従って、１次制御センサは、リソグラフィ
ーシステムのレンズ１０８に近接して配置される。その
ため、この１次制御センサに要求される要件は、スペー
スに関する制約が厳しいものとなる。リソグラフィーシ
ステムのレンズ近隣の物理的スペースの制約を解決する
ことは、常に課題となる。リソグラフィーシステムは、
フォーカスセンサに加えて、（例えば、レジストからガ
スとして放出される汚染物を除去するための）さらなる
ハードウェアを必要とし得る。このようなガスとして放
出される生成物は典型的には、レンズ環境への汚染物混
入を避けるために除去される。そのため、この極めて高
感度のリソグラフィーシステムのエリア（すなわち、レ
ンズ１０８の近隣に）パッキングする必要のあるサブシ
ステムの数を限定することが重要である。
【００８２】どんなフォーカスセンサも、コーティング
のトポロジー、基板材料のトポロジー、パターンのトポ
ロジーおよびウェハのトポロジーに対して感度を持つ可
能性を有する。これは、キャパシタンスゲージセンサの
場合特に当てはまる。例えば、キャパシタンスゲージセ
ンサは、基板材料に対するその感度のため、誤差による
影響を受け易い。より詳細には、下側にある基板の導電
性および誘電率によって、キャパシタンスゲージセンサ
が表面位置を認知するレベルに影響が出る。これをパタ
ーン感度と呼ぶ。
のトポロジー、基板材料のトポロジー、パターンのトポ
ロジーおよびウェハのトポロジーに対して感度を持つ可
能性を有する。これは、キャパシタンスゲージセンサの
場合特に当てはまる。例えば、キャパシタンスゲージセ
ンサは、基板材料に対するその感度のため、誤差による
影響を受け易い。より詳細には、下側にある基板の導電
性および誘電率によって、キャパシタンスゲージセンサ
が表面位置を認知するレベルに影響が出る。これをパタ
ーン感度と呼ぶ。
【００８３】解決を要する別の障害として、ウェハトポ
ロジーの空間周波数がある。より詳細には、１次制御セ
ンサ（例えば、センサ１０４および１０６）は、ウェハ
の地形をリアルタイムで追跡して、ウェハの位置を調節
してフォーカス位置に保持するために必要なデータを提
供する。そのため、フォーカスシステムの制御サブシス
テムは、ウェハ表面の制御をリアルタイムで行うために
十分な広帯域を有していなければならない。すなわち、
１次制御センサは、ウェハステージサーボループ（すな
わち、リアルタイムの制御センサ）においてフィードバ
ック制御デバイスとして用いられるため、高帯域を必要
とする。
ロジーの空間周波数がある。より詳細には、１次制御セ
ンサ（例えば、センサ１０４および１０６）は、ウェハ
の地形をリアルタイムで追跡して、ウェハの位置を調節
してフォーカス位置に保持するために必要なデータを提
供する。そのため、フォーカスシステムの制御サブシス
テムは、ウェハ表面の制御をリアルタイムで行うために
十分な広帯域を有していなければならない。すなわち、
１次制御センサは、ウェハステージサーボループ（すな
わち、リアルタイムの制御センサ）においてフィードバ
ック制御デバイスとして用いられるため、高帯域を必要
とする。
【００８４】従って、本発明に従って制御機能と較正機
能とを分離させれば、処理レベルに対して完全に無感度
であることという１次制御センサの要件が軽減される。
さらに、制御機能と較正機能とを分離させれば、本発明
の較正サブシステム（これについては後述する）のスペ
ースに対する厳しい制約が軽減される。
能とを分離させれば、処理レベルに対して完全に無感度
であることという１次制御センサの要件が軽減される。
さらに、制御機能と較正機能とを分離させれば、本発明
の較正サブシステム（これについては後述する）のスペ
ースに対する厳しい制約が軽減される。
【００８５】（４．較正サブシステム）図２は、本発明
の例示的なフォーカスセンサ較正サブシステム２００
（簡略化して較正サブシステム２００とも呼ばれる）の
機能ブロック図である。較正サブシステム２００は、較
正センサ２０８を含み、レンズ１０８から離れて配置さ
れるかまたはレンズ１０８に対して軸がずれた状態で配
置される。言い換えれば、較正サブシステム２００は、
レンズ１０８から離れて配置されるため、１次フォーカ
スシステム１００からも離れて配置される。一実施形態
において、較正サブシステム２００は、リソグラフィー
システムと別個の独立型システムであり得る。あるい
は、較正サブシステム２００は、リソグラフィーシステ
ムのプレアラインメントシステムであってもよい。別の
実施形態において、較正サブシステム２００を、レンズ
１０８と同じレンズ１０８と同じチャンバ内にレンズ１
０８から離れた様態で配置され得る。
の例示的なフォーカスセンサ較正サブシステム２００
（簡略化して較正サブシステム２００とも呼ばれる）の
機能ブロック図である。較正サブシステム２００は、較
正センサ２０８を含み、レンズ１０８から離れて配置さ
れるかまたはレンズ１０８に対して軸がずれた状態で配
置される。言い換えれば、較正サブシステム２００は、
レンズ１０８から離れて配置されるため、１次フォーカ
スシステム１００からも離れて配置される。一実施形態
において、較正サブシステム２００は、リソグラフィー
システムと別個の独立型システムであり得る。あるい
は、較正サブシステム２００は、リソグラフィーシステ
ムのプレアラインメントシステムであってもよい。別の
実施形態において、較正サブシステム２００を、レンズ
１０８と同じレンズ１０８と同じチャンバ内にレンズ１
０８から離れた様態で配置され得る。
【００８６】較正サブシステム２００によって行われる
機能は、基板の（例えば、ウェハの）上部表面の位置
（例えば、上部表面への距離）の絶対測定値に関連す
る。これらの機能は露光画像から離れた位置で行われる
ため、フォーカスセンサ較正サブシステムの要件は、そ
の基礎となるプロセスレベルの特性による影響を受けな
い。
機能は、基板の（例えば、ウェハの）上部表面の位置
（例えば、上部表面への距離）の絶対測定値に関連す
る。これらの機能は露光画像から離れた位置で行われる
ため、フォーカスセンサ較正サブシステムの要件は、そ
の基礎となるプロセスレベルの特性による影響を受けな
い。
【００８７】従って、制御機能と較正機能とを別個にす
ると、スペースの厳しい制約、高帯域および動作環境に
関連する較正サブシステム２００の要件が実質的に軽減
される。例えば、本発明の実施形態において、投影シス
テム（レンズ１０８を含む）に真空動作が必要な場合に
でも、較正サブシステム２００を空気環境で動作させる
ことが可能になる。
ると、スペースの厳しい制約、高帯域および動作環境に
関連する較正サブシステム２００の要件が実質的に軽減
される。例えば、本発明の実施形態において、投影シス
テム（レンズ１０８を含む）に真空動作が必要な場合に
でも、較正サブシステム２００を空気環境で動作させる
ことが可能になる。
【００８８】較正システム２００は、レンズ１０８の代
わりに較正センサ２０８を用いている点以外は、１次フ
ォーカスシステム１００と類似する。例えば、制御セン
サ２０４および２０６（２次制御センサと総称する）
は、較正センサ２０８の両側でかつ較正センサ２０８に
近接して配置される。
わりに較正センサ２０８を用いている点以外は、１次フ
ォーカスシステム１００と類似する。例えば、制御セン
サ２０４および２０６（２次制御センサと総称する）
は、較正センサ２０８の両側でかつ較正センサ２０８に
近接して配置される。
【００８９】より詳細には、制御センサ２０４および２
０６は、制御センサ１０４および１０６がレンズ１０８
の周囲に構成されたのと同じ様式で、較正センサ２０８
の周囲に構成されるべきである。さらに、制御センサ２
０４および２０６は好適には、制御センサ１０４および
１０６と同じ種類のセンサである。例えば、制御サブシ
ステム１００の制御センサ１０４および１０６がキャパ
シタンスゲージである場合、較正サブシステム２００の
制御センサ２０４および２０６もキャパシタンスゲージ
であるのが好ましい。
０６は、制御センサ１０４および１０６がレンズ１０８
の周囲に構成されたのと同じ様式で、較正センサ２０８
の周囲に構成されるべきである。さらに、制御センサ２
０４および２０６は好適には、制御センサ１０４および
１０６と同じ種類のセンサである。例えば、制御サブシ
ステム１００の制御センサ１０４および１０６がキャパ
シタンスゲージである場合、較正サブシステム２００の
制御センサ２０４および２０６もキャパシタンスゲージ
であるのが好ましい。
【００９０】従って、一般的には、２次制御センサ（例
えば、センサ２０４および２０６からなる２次制御セン
サ）は、１次制御センサ（例えば、センサ１０４および
１０６からなる１次制御センサ）と実質的に同じものが
好ましい。完全を期すため、ウェハチャック２１４およ
びウェハステージ２１６も図示する。これらのウェハチ
ャック２１４およびウェハステージ２１６はどちらと
も、ウェハ１１０または他の類似のウェハを操作する際
に用いられる。一実施形態において、ウェハチャック２
１４はウェハチャック１１４と同じであり、ウェハステ
ージ２１６はウェハステージ１１６と同じである。ウェ
ハチャック２１４およびウェハステージ２１６は、較正
サブシステム２００と連係しながら基板を操作するフォ
ーカス調節器の例示的な部分である。
えば、センサ２０４および２０６からなる２次制御セン
サ）は、１次制御センサ（例えば、センサ１０４および
１０６からなる１次制御センサ）と実質的に同じものが
好ましい。完全を期すため、ウェハチャック２１４およ
びウェハステージ２１６も図示する。これらのウェハチ
ャック２１４およびウェハステージ２１６はどちらと
も、ウェハ１１０または他の類似のウェハを操作する際
に用いられる。一実施形態において、ウェハチャック２
１４はウェハチャック１１４と同じであり、ウェハステ
ージ２１６はウェハステージ１１６と同じである。ウェ
ハチャック２１４およびウェハステージ２１６は、較正
サブシステム２００と連係しながら基板を操作するフォ
ーカス調節器の例示的な部分である。
【００９１】較正センサ２０８は、１つ以上のセンサを
含み得、優れたフォーカス精度およびフォーカス正確性
を有しているべきである。より詳細には、本発明の１つ
の目的はフォーカスシステム（例えば、１次フォーカス
システム１００）のフォーカス精度を向上させることで
あるため、較正センサ２０８は、１次制御センサ（例え
ば、センサ１０４および１０６）ならびに２次制御セン
サ（例えば、センサ２０４および２０６）よりも高いフ
ォーカス精度を有するべきである。例えば、較正センサ
２０８は、基板の（例えば、ウェハの）上部表面の位置
（例えば、上部表面への距離）の絶対測定値を１次制御
センサおよび２次制御センサよりも精度良く生成すべき
であり、これにより、フォーカス距離の決定をより精度
良く行う。
含み得、優れたフォーカス精度およびフォーカス正確性
を有しているべきである。より詳細には、本発明の１つ
の目的はフォーカスシステム（例えば、１次フォーカス
システム１００）のフォーカス精度を向上させることで
あるため、較正センサ２０８は、１次制御センサ（例え
ば、センサ１０４および１０６）ならびに２次制御セン
サ（例えば、センサ２０４および２０６）よりも高いフ
ォーカス精度を有するべきである。例えば、較正センサ
２０８は、基板の（例えば、ウェハの）上部表面の位置
（例えば、上部表面への距離）の絶対測定値を１次制御
センサおよび２次制御センサよりも精度良く生成すべき
であり、これにより、フォーカス距離の決定をより精度
良く行う。
【００９２】本発明の具体的な実施形態によれば、較正
センサ２０８は、空気ゲージを１つ以上含む。本発明の
別の実施形態において、較正センサ２０８は、光学ゲー
ジを１つ以上含む。本発明のさらに別の実施形態におい
て、較正センサ２０８は、１つ以上の近接プローブ（例
えば、近距光学プローブまたは近距原子間力プローブ）
を含む。
センサ２０８は、空気ゲージを１つ以上含む。本発明の
別の実施形態において、較正センサ２０８は、光学ゲー
ジを１つ以上含む。本発明のさらに別の実施形態におい
て、較正センサ２０８は、１つ以上の近接プローブ（例
えば、近距光学プローブまたは近距原子間力プローブ）
を含む。
【００９３】較正センサ２０８ならびに１次制御センサ
および２次制御センサは全て、優れた反復性を有するべ
きである。較正センサ２０８はレンズ１０８（例えば、
レンズ１０８）ののすぐ近隣では用いられないため、較
正センサ２０８は、レンズ１０８のすぐ近隣で用いられ
る１次制御センサ（例えば、センサ１０４および１０
６）と比較して、より緩やかなスペース制約要件、帯域
要件および動作環境要件を有する。
および２次制御センサは全て、優れた反復性を有するべ
きである。較正センサ２０８はレンズ１０８（例えば、
レンズ１０８）ののすぐ近隣では用いられないため、較
正センサ２０８は、レンズ１０８のすぐ近隣で用いられ
る１次制御センサ（例えば、センサ１０４および１０
６）と比較して、より緩やかなスペース制約要件、帯域
要件および動作環境要件を有する。
【００９４】（５．本発明の動作）上記にて、図１およ
び図２を説明する際、本発明を実施する際に有用なコン
ポーネントについて説明してきた。ここで、図３Ａおよ
び図３Ｂを用いて、本発明の動作について説明する。適
用可能な場合、図１および図２のコンポーネントを参照
されたい。
び図２を説明する際、本発明を実施する際に有用なコン
ポーネントについて説明してきた。ここで、図３Ａおよ
び図３Ｂを用いて、本発明の動作について説明する。適
用可能な場合、図１および図２のコンポーネントを参照
されたい。
【００９５】図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形
態による方法３００のフローチャートを示す。この方法
３００は、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面
（例えば、表面１１２）上に画像を露光パターンに従っ
て露光させるためのレンズ（例えば、レンズ１０８）を
含むリソグラフィーシステムのフォーカス精度を向上さ
せるためのものである。露光パターンとは、基板（例え
ば、ウェハ１１０）の上部表面（例えば、表面１１２）
の領域上に画像を露光させる順序を指す。
態による方法３００のフローチャートを示す。この方法
３００は、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面
（例えば、表面１１２）上に画像を露光パターンに従っ
て露光させるためのレンズ（例えば、レンズ１０８）を
含むリソグラフィーシステムのフォーカス精度を向上さ
せるためのものである。露光パターンとは、基板（例え
ば、ウェハ１１０）の上部表面（例えば、表面１１２）
の領域上に画像を露光させる順序を指す。
【００９６】図３Ａを参照して、本方法は工程３０２か
ら開始する。工程３０２において、露光パターンに基づ
いて、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面（例え
ば、表面１１２）上の特定の領域を較正サブシステム２
００と連係しながら位置付けする。例えば、この特定の
領域を較正センサ２０８の真下に位置付けする。
ら開始する。工程３０２において、露光パターンに基づ
いて、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面（例え
ば、表面１１２）上の特定の領域を較正サブシステム２
００と連係しながら位置付けする。例えば、この特定の
領域を較正センサ２０８の真下に位置付けする。
【００９７】次いで、工程３０４において、較正サブシ
ステム２００の較正センサ２０８を用いて、特定の領域
について適切なフォーカス距離を決定する。フォーカス
誤差が受容可能な閾値より小さくなるまでウェハ１１０
を操作することによって、適切なフォーカス距離を決定
することが可能である。あるいは、較正センサ２０８を
線形動作レンジ内で動作させる場合、当業者に公知のよ
うに、ウェハ１１０を操作せずに適切なフォーカス距離
を得ることができる。後者の実施形態において、２次制
御センサ（例えば、センサ２０４および２０６）も、線
形動作レンジ内で動作させるべきである。線形動作レン
ジは、較正を通じて線形化されるレンジを含む。
ステム２００の較正センサ２０８を用いて、特定の領域
について適切なフォーカス距離を決定する。フォーカス
誤差が受容可能な閾値より小さくなるまでウェハ１１０
を操作することによって、適切なフォーカス距離を決定
することが可能である。あるいは、較正センサ２０８を
線形動作レンジ内で動作させる場合、当業者に公知のよ
うに、ウェハ１１０を操作せずに適切なフォーカス距離
を得ることができる。後者の実施形態において、２次制
御センサ（例えば、センサ２０４および２０６）も、線
形動作レンジ内で動作させるべきである。線形動作レン
ジは、較正を通じて線形化されるレンジを含む。
【００９８】適切なフォーカス距離が決定された後、工
程３０６において、２次制御センサ（例えば、制御セン
サ２０４および２０６）を用いて、適切なフォーカス距
離における特定の領域に関連する測定値を生成する。次
いで、適切なフォーカス距離における特定の領域に関連
するこの測定値を（例えば図４に示す例示的な表４００
中に）格納する。
程３０６において、２次制御センサ（例えば、制御セン
サ２０４および２０６）を用いて、適切なフォーカス距
離における特定の領域に関連する測定値を生成する。次
いで、適切なフォーカス距離における特定の領域に関連
するこの測定値を（例えば図４に示す例示的な表４００
中に）格納する。
【００９９】図４を参照して、表４００は、領域識別縦
列４０２と、オプションの較正センサ値の縦列４０４
と、１つ以上の制御センサの縦列４０６ａ〜４０６ｎと
を含む。領域識別縦列４０２ａ〜４０２ｎの各横列はそ
れぞれ、基板の上部表面上の（例えば、Ｘ／Ｙ座標で示
された）領域を識別する。これらの領域上には、露光パ
ターンに基づいてパターンが露光される。較正センサ値
縦列４０４の各横列は、対応する領域が適切なフォーカ
ス距離にあるときに較正センサ２０８が出力する値を含
む。較正センサ２０８がセンサを１つ以上含む場合、１
つ以上の値を、縦列４０４の各エントリに格納する
（か、または、さらなる較正値センサ縦列を追加するこ
とが）できる。制御センサの縦列４０６の各横列は、対
応する領域が適切なフォーカス距離にあるときに特定の
制御センサが出力する値を含む。例えば、縦列４０６Ａ
中の値は、制御センサ２０４が出力する値に関連し、縦
列４０６Ｂ中の値は、制御センサ２０６が出力する値に
関連する。表４００は好適には、２次制御センサの各制
御センサ（例えば、２０４、２０６）に関連する制御セ
ンサ縦列を含む。表４００の用法は、本発明をより詳細
に説明するにつれてより明らかとなる。
列４０２と、オプションの較正センサ値の縦列４０４
と、１つ以上の制御センサの縦列４０６ａ〜４０６ｎと
を含む。領域識別縦列４０２ａ〜４０２ｎの各横列はそ
れぞれ、基板の上部表面上の（例えば、Ｘ／Ｙ座標で示
された）領域を識別する。これらの領域上には、露光パ
ターンに基づいてパターンが露光される。較正センサ値
縦列４０４の各横列は、対応する領域が適切なフォーカ
ス距離にあるときに較正センサ２０８が出力する値を含
む。較正センサ２０８がセンサを１つ以上含む場合、１
つ以上の値を、縦列４０４の各エントリに格納する
（か、または、さらなる較正値センサ縦列を追加するこ
とが）できる。制御センサの縦列４０６の各横列は、対
応する領域が適切なフォーカス距離にあるときに特定の
制御センサが出力する値を含む。例えば、縦列４０６Ａ
中の値は、制御センサ２０４が出力する値に関連し、縦
列４０６Ｂ中の値は、制御センサ２０６が出力する値に
関連する。表４００は好適には、２次制御センサの各制
御センサ（例えば、２０４、２０６）に関連する制御セ
ンサ縦列を含む。表４００の用法は、本発明をより詳細
に説明するにつれてより明らかとなる。
【０１００】本発明の一実施形態によれば、工程３０６
において測定値を生成する前に、特定の領域をその適切
なフォーカス距離に移動させる。較正センサ２０８を用
いて、適切なフォーカス距離を決定する。次いで、特定
の領域が適切なフォーカス距離に来たとき、工程３０６
において生成された測定値は、２次制御センサ（例え
ば、制御センサ２０４および２０６）の実際の出力とな
る。
において測定値を生成する前に、特定の領域をその適切
なフォーカス距離に移動させる。較正センサ２０８を用
いて、適切なフォーカス距離を決定する。次いで、特定
の領域が適切なフォーカス距離に来たとき、工程３０６
において生成された測定値は、２次制御センサ（例え
ば、制御センサ２０４および２０６）の実際の出力とな
る。
【０１０１】別の実施形態において、工程３０６におい
て測定値を生成する前に、特定の領域を適切なフォーカ
ス距離に移動させなくてもよい。その代わりに、この別
の実施形態において、工程３０６において生成された測
定値を、特定の領域が適切なフォーカス距離に来たとき
に２次制御センサが予想値として生成する出力に対応さ
せる。この別の実施形態が可能となるのは、２次制御セ
ンサの出力が予想可能である場合（例えば、出力によっ
て線形機能が生成される場合）である。例えば、特定の
領域についてのフォーカス距離の決定を較正センサ２０
８を用いて行うと仮定すると、その特定の領域は１０ｎ
ｍだけ焦点がずれることが決定される。よって、２次制
御センサの出力を調節することが可能となり、これによ
り、工程３０６において生成された測定値は、特定の領
域が適切なフォーカス距離にあるときに２次制御センサ
（例えば、センサ２０４および２０６）が生成する出力
となる。
て測定値を生成する前に、特定の領域を適切なフォーカ
ス距離に移動させなくてもよい。その代わりに、この別
の実施形態において、工程３０６において生成された測
定値を、特定の領域が適切なフォーカス距離に来たとき
に２次制御センサが予想値として生成する出力に対応さ
せる。この別の実施形態が可能となるのは、２次制御セ
ンサの出力が予想可能である場合（例えば、出力によっ
て線形機能が生成される場合）である。例えば、特定の
領域についてのフォーカス距離の決定を較正センサ２０
８を用いて行うと仮定すると、その特定の領域は１０ｎ
ｍだけ焦点がずれることが決定される。よって、２次制
御センサの出力を調節することが可能となり、これによ
り、工程３０６において生成された測定値は、特定の領
域が適切なフォーカス距離にあるときに２次制御センサ
（例えば、センサ２０４および２０６）が生成する出力
となる。
【０１０２】図３Ａを参照すると、次の工程３０８にお
いて、基板の露光の計算が完了したか否かが判定され
る。完了したと判定されない場合（すなわち、工程３０
８への返答がいいえである場合）、基板の上部表面の他
の特定の領域が、較正サブシステム２００への較正に関
連しながら位置付けされる。その後、工程３０４および
３０６は、現在の特定領域について行われ、他の測定値
が二次制御センサ（例えば、センサ２０４および２０
６）を用いて生成され、（例えば、表４００に）格納さ
れる。工程３０４、３０６、３０８、および３１０は、
基板の露光パターン全体が計算される（工程３０８への
返答がはいになる）まで、繰り返される。露光パターン
のこの計算の間、露光される領域のそれぞれに関する測
定値が（工程３０６において）生成され、（例えば、表
４００に）格納される。工程３０２〜３１０は、全て、
一次フォーカスシステム１００のレンズ１０８から遠隔
の（例えば、軸からはずれた）位置で起こる。従って、
工程３０２〜３１０の間、一次フォーカスシステム２０
０は、他の基板を露光させ得る。すなわち、較正サブシ
ステム１００に関連する工程が行われている間、一次フ
ォーカスシステム１００を利用しないでいる必要はな
い。
いて、基板の露光の計算が完了したか否かが判定され
る。完了したと判定されない場合（すなわち、工程３０
８への返答がいいえである場合）、基板の上部表面の他
の特定の領域が、較正サブシステム２００への較正に関
連しながら位置付けされる。その後、工程３０４および
３０６は、現在の特定領域について行われ、他の測定値
が二次制御センサ（例えば、センサ２０４および２０
６）を用いて生成され、（例えば、表４００に）格納さ
れる。工程３０４、３０６、３０８、および３１０は、
基板の露光パターン全体が計算される（工程３０８への
返答がはいになる）まで、繰り返される。露光パターン
のこの計算の間、露光される領域のそれぞれに関する測
定値が（工程３０６において）生成され、（例えば、表
４００に）格納される。工程３０２〜３１０は、全て、
一次フォーカスシステム１００のレンズ１０８から遠隔
の（例えば、軸からはずれた）位置で起こる。従って、
工程３０２〜３１０の間、一次フォーカスシステム２０
０は、他の基板を露光させ得る。すなわち、較正サブシ
ステム１００に関連する工程が行われている間、一次フ
ォーカスシステム１００を利用しないでいる必要はな
い。
【０１０３】方法３００の残りの工程（すなわち、工程
３１２〜３２２）は、基板１１０が、一次フォーカスシ
ステム１００に対して位置付けされる場合に起こる。
３１２〜３２２）は、基板１１０が、一次フォーカスシ
ステム１００に対して位置付けされる場合に起こる。
【０１０４】次に、図３Ｂを参照すると、次の工程３１
２において、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面
（例えば、表面１１２）上の特定領域が、露光パターン
に従って、レンズ１０８の下に位置付けられる。例え
ば、表４００を参照すると、座標Ｘ1／Ｙ1に関連する特
定領域は、レンズ１０８の下に位置付けられる。
２において、基板（例えば、ウェハ１１０）の上部表面
（例えば、表面１１２）上の特定領域が、露光パターン
に従って、レンズ１０８の下に位置付けられる。例え
ば、表４００を参照すると、座標Ｘ1／Ｙ1に関連する特
定領域は、レンズ１０８の下に位置付けられる。
【０１０５】レンズの下に位置付けされる間、工程３１
４において、一次制御センサ（例えば、センサ１０４お
よび１０６）を用いて、特定領域に関連する測定値が生
成される。
４において、一次制御センサ（例えば、センサ１０４お
よび１０６）を用いて、特定領域に関連する測定値が生
成される。
【０１０６】その後、工程３１６で、レンズ１０８と基
板の表面上の特定領域との間の実際のフォーカス距離
が、その特定領域に対応する、工程３０６および３１４
で行われた測定値に基づいて調節される。例えば、工程
３１２で、基板は、工程３０６において二次制御センサ
（例えば、センサ２０４および２０６）を用いて生成さ
れた測定値と、工程３１４において、一次制御センサ
（例えば、センサ１０４および１０６）を用いて生成さ
れた対応する測定値との間の差に基づいて、調節され得
る。レンズ１０８の下の特定領域が座標Ｘ1／Ｙ1に関連
しているとすると、工程３０６において生成された測定
値（座標Ｘ1／Ｙ1に対応する）と、工程３０８において
生成された測定値（同じ座標Ｘ1／Ｙ1に対応する）との
差は、表４００に格納されている適切な値（例えば、制
御Ａ1,1および制御Ｂ1,1）、および、一次制御センサ
（例えば、センサ１０４および１０６）によって現在出
力されている値を用いて計算される。同様に、工程３１
２で、基板は、一次制御センサ（例えば、センサ１０４
および１０６）の出力が、表４００に格納される対応す
る測定値と等しくなるまで、調節され得る。
板の表面上の特定領域との間の実際のフォーカス距離
が、その特定領域に対応する、工程３０６および３１４
で行われた測定値に基づいて調節される。例えば、工程
３１２で、基板は、工程３０６において二次制御センサ
（例えば、センサ２０４および２０６）を用いて生成さ
れた測定値と、工程３１４において、一次制御センサ
（例えば、センサ１０４および１０６）を用いて生成さ
れた対応する測定値との間の差に基づいて、調節され得
る。レンズ１０８の下の特定領域が座標Ｘ1／Ｙ1に関連
しているとすると、工程３０６において生成された測定
値（座標Ｘ1／Ｙ1に対応する）と、工程３０８において
生成された測定値（同じ座標Ｘ1／Ｙ1に対応する）との
差は、表４００に格納されている適切な値（例えば、制
御Ａ1,1および制御Ｂ1,1）、および、一次制御センサ
（例えば、センサ１０４および１０６）によって現在出
力されている値を用いて計算される。同様に、工程３１
２で、基板は、一次制御センサ（例えば、センサ１０４
および１０６）の出力が、表４００に格納される対応す
る測定値と等しくなるまで、調節され得る。
【０１０７】一旦、特定領域が、適切なフォーカス距離
になるまで調節されると、イメージの一部分は、工程３
１８において、露光レンズ１０８を用いて、基板の上部
表面で露光される。
になるまで調節されると、イメージの一部分は、工程３
１８において、露光レンズ１０８を用いて、基板の上部
表面で露光される。
【０１０８】次の工程３２０において、基板の表面全体
へのイメージの露光が完了したか否かの判定が行われ
る。完了したと判定されない場合（すなわち、工程３２
０への返答がいいえである場合）、基板の上部表面上の
他の特定領域が、一次フォーカスシステム１００への較
正に関連しながら位置付けされる。その後、工程３１
４、３１６、３１８が現在の特定の領域について行わ
れ、工程３１８において、イメージの他の部分が、基板
の上部表面で露光される。工程３１４、３１６、３１
８、３２０、および３２２は、露光パターン全体が完了
する（工程３２０への返答がはいになる）まで、繰り返
される。イメージの基板へのこの実際の露光の間、露光
されるそれぞれの領域に関する測定値が生成され（工程
３１４）、フォーカス距離が調節され（工程３１６）、
イメージの一部が露光される（工程３２０）。
へのイメージの露光が完了したか否かの判定が行われ
る。完了したと判定されない場合（すなわち、工程３２
０への返答がいいえである場合）、基板の上部表面上の
他の特定領域が、一次フォーカスシステム１００への較
正に関連しながら位置付けされる。その後、工程３１
４、３１６、３１８が現在の特定の領域について行わ
れ、工程３１８において、イメージの他の部分が、基板
の上部表面で露光される。工程３１４、３１６、３１
８、３２０、および３２２は、露光パターン全体が完了
する（工程３２０への返答がはいになる）まで、繰り返
される。イメージの基板へのこの実際の露光の間、露光
されるそれぞれの領域に関する測定値が生成され（工程
３１４）、フォーカス距離が調節され（工程３１６）、
イメージの一部が露光される（工程３２０）。
【０１０９】本発明による、上記の方法３００およびシ
ステムは、次世代リソグラフィシステムに伴う要件を満
たすために用いられ得る。これは、上述したように、較
正サブシステム２００を用いて、一次フォーカスシステ
ム１００から一部の要件を取り除くことによって、達成
され得る。
ステムは、次世代リソグラフィシステムに伴う要件を満
たすために用いられ得る。これは、上述したように、較
正サブシステム２００を用いて、一次フォーカスシステ
ム１００から一部の要件を取り除くことによって、達成
され得る。
【０１１０】本発明による、上記の方法３００およびシ
ステムは、較正に（すなわち、工程３０２〜３１０にお
いて）用いられる基板が、イメージが露光される（すな
わち、工程３１２〜３２０において）基板と同じ基板で
あるとして説明されてきた。従って、本発明のある実施
形態において、工程３０２〜３１０および工程３１２〜
３２０は、各基板（例えば、ウェハ）について行われ
る。しかし、本発明の別の実施形態において、工程３０
２〜３１０は、較正に、１枚の基板（または、数枚の基
板）のみを用いて行われ、その後、１枚の基板（また
は、数枚の基板）に基づく較正の結果を用いて、（すな
わち、工程３１２〜３２０において）イメージが他の基
板に露光される。このような他の基板は、同じウェハ上
の異なるフィールドであってもよい。例えば、ウェハ
が、同じ特徴を含んでいる５０のフィールドを含む場
合、工程３０２〜３１０は、これらのフィールドのうち
の１つまたは２つを用いて行われる（複数のフィールド
について行われる場合、平均較正が決定される）。その
後、フィールドのうちの１つまたは２つを用いて（すな
わち、工程３０２〜３１０において）行われた較正の結
果を用いて、５０フィールドのうちのそれぞれについて
イメージが露光される。較正には露光より時間がかかる
ので、この別の実施形態は時間的な効率がより高い。し
かし、この別の実施形態は、較正および露光を各基板に
ついて行う実施形態ほど、正確かつ厳密ではない可能性
がある。
ステムは、較正に（すなわち、工程３０２〜３１０にお
いて）用いられる基板が、イメージが露光される（すな
わち、工程３１２〜３２０において）基板と同じ基板で
あるとして説明されてきた。従って、本発明のある実施
形態において、工程３０２〜３１０および工程３１２〜
３２０は、各基板（例えば、ウェハ）について行われ
る。しかし、本発明の別の実施形態において、工程３０
２〜３１０は、較正に、１枚の基板（または、数枚の基
板）のみを用いて行われ、その後、１枚の基板（また
は、数枚の基板）に基づく較正の結果を用いて、（すな
わち、工程３１２〜３２０において）イメージが他の基
板に露光される。このような他の基板は、同じウェハ上
の異なるフィールドであってもよい。例えば、ウェハ
が、同じ特徴を含んでいる５０のフィールドを含む場
合、工程３０２〜３１０は、これらのフィールドのうち
の１つまたは２つを用いて行われる（複数のフィールド
について行われる場合、平均較正が決定される）。その
後、フィールドのうちの１つまたは２つを用いて（すな
わち、工程３０２〜３１０において）行われた較正の結
果を用いて、５０フィールドのうちのそれぞれについて
イメージが露光される。較正には露光より時間がかかる
ので、この別の実施形態は時間的な効率がより高い。し
かし、この別の実施形態は、較正および露光を各基板に
ついて行う実施形態ほど、正確かつ厳密ではない可能性
がある。
【０１１１】本実施形態は、主に、光リソグラフィシス
テムに関して説明されているが、他のタイプのシステム
にも同様に適用可能である。例えば、上述したように、
露光領域１０８は、Ｘ線リソグラフィシステムにおける
場合と同様に、光ビームを投影する代わりに電子ビーム
を投影し得る。あるいは、露光領域１０８は、例えば、
密着印画を利用するリソグラフィシステムにおいて、影
を投影し得る。
テムに関して説明されているが、他のタイプのシステム
にも同様に適用可能である。例えば、上述したように、
露光領域１０８は、Ｘ線リソグラフィシステムにおける
場合と同様に、光ビームを投影する代わりに電子ビーム
を投影し得る。あるいは、露光領域１０８は、例えば、
密着印画を利用するリソグラフィシステムにおいて、影
を投影し得る。
【０１１２】（６．制御システムインプリメンテーショ
ン）上述したように、本発明の機能は、図面を参照しな
がら説明される素子を用いて行われ得る。さらに、本発
明の特有の機能は、コンピュータシステムによって制御
され得ることに留意されたい。このようなコンピュータ
システムは、例えば、通信バスに接続された１つ以上の
プロセッサを含んでもよい。また、コンピュータシステ
ムは、メモリ、好ましくは、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）を含んでもよく、二次メモリを含んでもよ
い。表４００は、メモリデバイスのうちの１つに格納さ
れ得る。
ン）上述したように、本発明の機能は、図面を参照しな
がら説明される素子を用いて行われ得る。さらに、本発
明の特有の機能は、コンピュータシステムによって制御
され得ることに留意されたい。このようなコンピュータ
システムは、例えば、通信バスに接続された１つ以上の
プロセッサを含んでもよい。また、コンピュータシステ
ムは、メモリ、好ましくは、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）を含んでもよく、二次メモリを含んでもよ
い。表４００は、メモリデバイスのうちの１つに格納さ
れ得る。
【０１１３】二次メモリは、例えば、ハードディスクド
ライブおよび／またはリムーバブル記憶ドライブを含ん
でもよい。このようなリムーバブル記憶ドライブとし
て、フロッピー（Ｒ）ディスクドライブ、磁気テープド
ライブ、光ディスクドライブなどがある。リムーバブル
記憶ドライブは、周知の様態で、リムーバブル記憶ユニ
ットから、読み出し、かつ／またはリムーバブル記憶ユ
ニットに書き込む。リムーバブル記憶ユニットとして、
リムーバブル記憶ドライブによって読み出しおよび書き
込みが行われる、フロッピー（Ｒ）ディスク、磁気テー
プ、光ディスクなどがある。リムーバブル記憶ユニット
は、コンピュータソフトウェアおよび／またはデータが
格納されたコンピュータ使用可能記憶媒体を含む。二次
メモリは、コンピュータプログラムまたは他の命令がコ
ンピュータシステムにロードされることを可能にする、
他の類似の手段を含んでもよい。このような手段は、例
えば、リムーバブル記憶ユニットおよびインターフェー
スを含んでもよい。このようなリムーバブル記憶ユニッ
トおよびインターフェースの例には、ソフトウェアおよ
びデータがリムーバブル記憶ユニットからコンピュータ
システムに転送されることを可能にする、プログラムカ
ートリッジおよびカートリッジインターフェース（テレ
ビゲーム機器において見受けられるようなもの）、リム
ーバブルメモリチップ（例えば、ＥＰＲＯＭ、またはＰ
ＲＯＭ）および関連付けられるソケット、ならびに他の
リムーバブル記憶ユニットおよびインターフェースが含
まれ得る。また、コンピュータシステムは、通信インタ
ーフェースを含んでもよい。通信インターフェースは、
ソフトウェアおよびデータが、コンピュータと外部デバ
イスとの間で転送されることを可能にする。
ライブおよび／またはリムーバブル記憶ドライブを含ん
でもよい。このようなリムーバブル記憶ドライブとし
て、フロッピー（Ｒ）ディスクドライブ、磁気テープド
ライブ、光ディスクドライブなどがある。リムーバブル
記憶ドライブは、周知の様態で、リムーバブル記憶ユニ
ットから、読み出し、かつ／またはリムーバブル記憶ユ
ニットに書き込む。リムーバブル記憶ユニットとして、
リムーバブル記憶ドライブによって読み出しおよび書き
込みが行われる、フロッピー（Ｒ）ディスク、磁気テー
プ、光ディスクなどがある。リムーバブル記憶ユニット
は、コンピュータソフトウェアおよび／またはデータが
格納されたコンピュータ使用可能記憶媒体を含む。二次
メモリは、コンピュータプログラムまたは他の命令がコ
ンピュータシステムにロードされることを可能にする、
他の類似の手段を含んでもよい。このような手段は、例
えば、リムーバブル記憶ユニットおよびインターフェー
スを含んでもよい。このようなリムーバブル記憶ユニッ
トおよびインターフェースの例には、ソフトウェアおよ
びデータがリムーバブル記憶ユニットからコンピュータ
システムに転送されることを可能にする、プログラムカ
ートリッジおよびカートリッジインターフェース（テレ
ビゲーム機器において見受けられるようなもの）、リム
ーバブルメモリチップ（例えば、ＥＰＲＯＭ、またはＰ
ＲＯＭ）および関連付けられるソケット、ならびに他の
リムーバブル記憶ユニットおよびインターフェースが含
まれ得る。また、コンピュータシステムは、通信インタ
ーフェースを含んでもよい。通信インターフェースは、
ソフトウェアおよびデータが、コンピュータと外部デバ
イスとの間で転送されることを可能にする。
【０１１４】他の実施形態において、本発明の機能は、
主に、ハードウェアの使用、例えば、特定用途向け集積
回路（ＡＳＩＣ）のようなハードウェアコンポーネント
においてインプリメントされる。本明細書中に記載の機
能を行うようなハードウェアステートマシンのインプリ
メンテーションは、当業者にとって明らかである。さら
に他の実施形態において、本発明の機能は、ハードウェ
アとソフトウェアとの両方の組合せを用いて、インプリ
メントされ得る。
主に、ハードウェアの使用、例えば、特定用途向け集積
回路（ＡＳＩＣ）のようなハードウェアコンポーネント
においてインプリメントされる。本明細書中に記載の機
能を行うようなハードウェアステートマシンのインプリ
メンテーションは、当業者にとって明らかである。さら
に他の実施形態において、本発明の機能は、ハードウェ
アとソフトウェアとの両方の組合せを用いて、インプリ
メントされ得る。
【０１１５】（７．結論）本発明の様々な実施形態が上
述されてきたが、例示のために説明されたものであっ
て、限定するものではないことが理解されるべきであ
る。当業者にとって、本発明の精神および範囲から逸脱
することなく、形式および細部に様々な変形が為され得
ることは、明らかである。
述されてきたが、例示のために説明されたものであっ
て、限定するものではないことが理解されるべきであ
る。当業者にとって、本発明の精神および範囲から逸脱
することなく、形式および細部に様々な変形が為され得
ることは、明らかである。
【０１１６】本発明は、特有の機能の動作およびその間
の関係を例示する、機能的構成要素によって上述されて
きた。これらの機能的構成要素間の境界は、説明を簡略
にするために、本明細書中において、任意に規定される
ものである。特有の機能およびその間の関係が適切に行
われる限り、別の境界が規定され得る。このような任意
の別の境界は、本願の発明の範囲および精神の範囲内で
ある。当業者であれば、ある特有の機能的構成要素が、
別個のコンポーネント、特定用途向けコンポーネント、
適切なソフトウェアなどを実行するプロセッサなど、ま
たはこれらの任意の組合せによって、インプリメントさ
れ得ることを理解する。従って、本発明の広さおよび範
囲は、上記の例示的暗実施形態のいずれによっても限定
されるものではなく、添付の特許の請求の範囲およびそ
の均等物によってのみ規定されるものである。
の関係を例示する、機能的構成要素によって上述されて
きた。これらの機能的構成要素間の境界は、説明を簡略
にするために、本明細書中において、任意に規定される
ものである。特有の機能およびその間の関係が適切に行
われる限り、別の境界が規定され得る。このような任意
の別の境界は、本願の発明の範囲および精神の範囲内で
ある。当業者であれば、ある特有の機能的構成要素が、
別個のコンポーネント、特定用途向けコンポーネント、
適切なソフトウェアなどを実行するプロセッサなど、ま
たはこれらの任意の組合せによって、インプリメントさ
れ得ることを理解する。従って、本発明の広さおよび範
囲は、上記の例示的暗実施形態のいずれによっても限定
されるものではなく、添付の特許の請求の範囲およびそ
の均等物によってのみ規定されるものである。
【０１１７】較正サブシステムおよび制御サブシステム
を含むフォーカスシステム。制御サブシステムは、制御
センサを含み、イメージの露光位置の近傍に位置する。
較正サブシステムは、較正センサおよび制御センサを含
み、イメージの露光位置から遠隔に、またはイメージの
露光位置の光軸からはずれて位置する。較正機能と制御
機能とを切り離すことによって、機能的な必要条件が、
二種類（または二種類より多い）のセンサに分割され得
る。
を含むフォーカスシステム。制御サブシステムは、制御
センサを含み、イメージの露光位置の近傍に位置する。
較正サブシステムは、較正センサおよび制御センサを含
み、イメージの露光位置から遠隔に、またはイメージの
露光位置の光軸からはずれて位置する。較正機能と制御
機能とを切り離すことによって、機能的な必要条件が、
二種類（または二種類より多い）のセンサに分割され得
る。
【０１１８】
【発明の効果】本発明により、基板の表面上に生成され
たフィーチャのサイズを均一に維持するために用いるこ
とが可能な、改良されたフォーカスシステムを提供する
ことが達成される。
たフィーチャのサイズを均一に維持するために用いるこ
とが可能な、改良されたフォーカスシステムを提供する
ことが達成される。
【図１】図１は、例示的なフォーカスシステムの機能ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による例示的なフ
ォーカスセンサ較正サブシステムの機能ブロック図であ
る。
ォーカスセンサ較正サブシステムの機能ブロック図であ
る。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態による、リソ
グラフィーシステムのフォーカス精度を向上させる方法
のフローチャートを示す。
グラフィーシステムのフォーカス精度を向上させる方法
のフローチャートを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態による、リソ
グラフィーシステムのフォーカス精度を向上させる方法
のフローチャートを示す。
グラフィーシステムのフォーカス精度を向上させる方法
のフローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、フォーカ
ス距離を調節する際に用いられる測定値を格納する例示
的な表を示す。
ス距離を調節する際に用いられる測定値を格納する例示
的な表を示す。
１１０ ウェハ
１１２ ウェハ表面
２００ フォーカスセンサ較正サブシステム
２０４ 制御センサ
２０６ 制御センサ
２０８ 較正センサ
２１４ ウェハチャック
２１６ ウェハステージ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジャスティン エル． クレウザー
アメリカ合衆国 コネチカット 06611,
トランブル， ブランディー レーン
７
(72)発明者 ピーター エル． フィロシ
アメリカ合衆国 コネチカット 06801,
ベセル， チムニー ドライブ 24
(72)発明者 クリストファー ジェイ． メイソン
アメリカ合衆国 コネチカット 06470,
ニュートン， ボタン ショップ ロー
ド 33
Ｆターム(参考） 2F069 AA02 BB15 GG04 GG06 GG07
GG58 HH09
2H097 AA03 BA01 BA10 CA16 GB01
KA03 KA38 LA09 LA10 LA11
5F046 DA14 DB05 DB06 DB10 DB14
Claims (51)
- 【請求項１】 基板の上部表面にイメージを露光する露
光領域を含むリソグラフィシステムのフォーカス精度を
向上させる方法であって、 （ａ）基板の上部表面上の特定の領域について、適切な
フォーカス精度を判定する工程であって、該適切なフォ
ーカス精度は、該特定領域が該露光領域の下に位置して
いないときに、較正センサを用いて判定される、工程
と、 （ｂ）該適切なフォーカス距離で、該特定領域につい
て、第１の測定値を生成する工程であって、該第１の測
定値は、該特定領域が該露光領域の下に位置していない
ときに、二次制御センサを用いて生成される、工程と、 （ｃ）該特定領域について、該第２の測定値を生成する
工程であって、該第２の測定値は、該特定領域が該露光
領域の下に位置している間に、一次制御センサを用いて
生成される、工程と、 （ｄ）該特定領域が該露光領域の下に位置している間
に、該第１および第２の測定値に基づいて、実際のフォ
ーカス距離を調節する工程と、を包含し、該較正センサ
が、二次制御センサおよび一次制御センサよりも高いフ
ォーカス精度を有する、方法。 - 【請求項２】 （ｅ）露光領域を用いて、イメージの少
なくとも一部分を特定領域に露光する工程をさらに包含
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 第１の測定値は、前記二次制御センサが
前記特定領域から適切なフォーカス位置にある場合に、
該二次センサが生成する出力に相当し、 前記第２の測定値は、該特定領域が前記露光領域の下に
位置する場合に、一次制御センサの出力に相当する、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記工程（ｄ）は、前記一次センサが、
前記特定領域が前記露光領域の下に位置している間に、
前記第１の測定値を生成するまで、該特定領域の位置を
調節することによって、前記実際のフォーカス距離を調
節する工程を含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｄ）が、 （ｉ）前記第２の測定値と前記第１の測定値との間の差
を判定する工程と、 （ｉｉ）該差に基づいて、前記特定領域の位置を調節す
る工程と、請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記第１の測定値が、前記特定領域を前
記露光領域の下に位置付ける前の、前記二次制御センサ
と該特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、 前記第２の測定値が、該特定領域が該露光領域の下に位
置している間の、前記一次制御センサと該特定領域との
間の距離Ｄ２に関連する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記工程（ｄ）が、距離Ｄ２を距離Ｄ１
に等しくなるように調節して、前記特定領域を、前記露
光領域から適切なフォーカス距離に位置付けることによ
って、前記フォーカス距離を調節する工程を包含する、
請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記較正センサは、少なくとも１つの空
気ゲージを備える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記一次制御センサは、少なくとも１つ
のキャパシタンスゲージを備え、該一次制御センサは、
前記二次制御センサと実質的に同一である、請求項８に
記載の方法。 - 【請求項１０】 前記較正センサは、少なくとも１つの
光学ゲージを備える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記較正センサは、少なくとも１つの
近接プローブを備える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記露光領域は、レンズを備える、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記露光領域は、電子ビームを投影す
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記露光領域は、影を投影する、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）およ
び（ｄ）のそれぞれに記載の前記特定領域は、同じ基板
上に位置する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記工程（ｃ）および（ｄ）に記載の
前記特定領域は、前記工程（ａ）および（ｂ）に記載の
前記特定領域とは、異なる基板上に位置する、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記異なる基板は、前記工程（ａ）お
よび（ｂ）に記載の特定領域とは、異なるウェハ上に位
置する、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記工程（ｃ）および（ｄ）に記載の
特定領域は、ウェハの第１のフィールドに位置し、前記
工程（ａ）および（ｂ）に記載の特定領域は、該ウェハ
の第２のフィールドに位置する、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１９】 前記工程（ａ）および（ｂ）が、前記
露光領域から遠隔の位置で行われる、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項２０】 前記二次制御センサおよび前記一次制
御センサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同
一である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項２１】 露光パターンに従って、基板の上部表
面にイメージを露光する露光領域を含むリソグラフィシ
ステムのフォーカス精度を向上させる方法であって、 （ａ）該露光パターンを計算する様態で基板を移動させ
る工程と、 （ｂ）適切なフォーカス距離を、該基板が該露光パター
ンを計算する様態で移動するにつれて、第１のタイプの
センサを用いて判定する工程であって、該適切なフォー
カス距離は、それぞれ、該露光領域の下に位置付けられ
る前の該基板の上部表面上の領域に対応する、工程と、 （ｃ）一組の測定値を、該基板が該露光パターンを計算
する様態で移動するにつれて、第２のタイプのセンサを
用いて生成する工程であって、該特定領域が該第１のタ
イプのセンサを用いて判定された適切なフォーカス距離
にあるときに、該一組の測定値のうちの各測定値が、該
基板の上部表面上の領域に対応する、工程と、 （ｄ）該露光パターンに従って、該該基板の上部表面上
の特定領域が該露光領域の下に位置するように該基板を
移動させる工程と、 （ｅ）該露光領域の下の該特定領域について、特定の測
定値を生成する工程であって、該特定の測定値は、第２
のタイプのセンサを用いて生成される、工程と、 （ｆ）該特定の測定値および該一組の測定値のうちの対
応する測定値に基づいて、フォーカス距離を調節する工
程と、を包含し、該第１のタイプのセンサが、該第２の
タイプのセンサよりも高いフォーカス精度を有する、方
法。 - 【請求項２２】 （ｇ）該イメージの少なくとも一部分
を、露光領域を用いて、該特定の領域に露光する工程を
さらに包含する、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 （ｈ）該露光パターンに従って、前記
上部表面上の他の特定領域が前記露光領域の下に位置す
るように前記基板を移動させる工程と、 （ｉ）前記工程（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、および（ｈ）
を複数回繰り返す工程と、をさらに包含する、請求項１
２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記工程（ｆ）が、前記特定領域が前
記露光領域の下にある間に、前記第２のタイプのセンサ
が前記一組の測定値のうちの対応する測定値を生成する
まで該特定領域の位置を調節することによって、前記フ
ォーカス距離を調節する工程を包含する、請求項２１に
記載の方法。 - 【請求項２５】 前記工程（ｆ）が、 （ｉ）前記特定領域に関する前記特定の測定値と、前記
一組の測定値のうちの対応する測定値との間の差を判定
する工程と、 （ｉｉ）該差に基づいて、該特定領域の位置を調節する
工程と、を包含する、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記第１のタイプのセンサが、少なく
とも空気ゲージを備える、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記第２のタイプのセンサが、少なく
とも１つのキャパシタンスゲージを備える、請求項２６
に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記工程（ａ）、（ｂ）、および
（ｃ）が、前記露光領域から遠隔の位置で行われる、請
求項２１に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記一組の測定値を判定するために用
いられる前記第２のタイプのセンサは、前記特定測定値
を判定するために用いられる第２のタイプのセンサと、
別個であるが、実質的に同一である、請求項２１に記載
の方法。 - 【請求項３０】 前記露光領域がレンズを備える、請求
項２１に記載の方法。 - 【請求項３１】 リソグラフィシステムにおいて用いら
れる、露光パターンに従ってイメージを基板に露光する
露光領域を含むフォーカスシステムであって、 基板の上部表面上の特定領域について、特定領域を露光
領域の下に位置付ける前に適切なフォーカス距離を判定
する較正センサと、 該適切なフォーカス距離の特定領域について、第１の測
定値を生成する二次制御センサであって、該特定領域が
該露光領域の下に位置付けられる前に、一次制御センサ
が第１の測定値を生成する、二次制御センサと、 該特定領域について、該特定領域が該露光領域の下に位
置している間に、第２の測定値を生成する、一次制御セ
ンサと、 該特定領域が該露光領域の下に位置している間に、該第
１および第２の測定値に基づいて、実際のフォーカス距
離を調節するフォーカス調節器と、を備え、該較正セン
サが、該二次制御センサおよび該一次制御センサのそれ
ぞれよりも高いフォーカス精度を有する、フォーカスシ
ステム。 - 【請求項３２】 前記第１の測定値は、前記二次制御セ
ンサが前記特定領域から前記適切なフォーカス距離にあ
る場合に該二次制御センサが生成する出力に相当し、 前記第２の測定値は、該特定領域が前記露光領域の下に
位置している間の前記一次制御センサの出力に相当す
る、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項３３】 前記フォーカス調節器は、前記一次制
御センサが、前記特定領域が前記露光領域の下に位置し
ている間の第１の測定値を生成するまで、前記特定領域
の位置を調節する、請求項３２に記載のシステム。 - 【請求項３４】 前記調節器が、前記第２の測定値と前
記第１の測定値との間の差に基づいて、前記特定領域の
位置を調節する、請求項３２に記載のシステム。 - 【請求項３５】 前記第１の測定値が、前記特定領域を
前記露光領域の下に位置付ける前の、前記二次制御セン
サと該特定領域との間の距離Ｄ１に関連し、 前記第２の測定値が、該特定領域が該露光領域の下に位
置している間の、前記一次制御センサと該特定領域との
間の距離Ｄ２に関連する、請求項３１に記載のシステ
ム。 - 【請求項３６】 前記調節器が、距離Ｄ２を距離Ｄ１に
等しくなるように調節して、前記特定領域を、前記露光
領域から適切なフォーカス距離に位置付ける、請求項３
５に記載のシステム。 - 【請求項３７】 前記較正センサは、少なくとも１つの
空気ゲージを備える、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項３８】 前記二次制御センサは、少なくとも１
つのキャパシタンスゲージを備え、前記一次制御センサ
は、該二次制御センサと実質的に同一である、請求項３
７に記載のシステム。 - 【請求項３９】 前記較正センサおよび前記二次制御セ
ンサは、前記露光領域から遠隔に位置し、前記一次制御
センサは、該露光領域の近傍に位置する、請求項３１に
記載のシステム。 - 【請求項４０】 前記較正センサは、少なくとも１つの
光学ゲージを備える、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項４１】 前記露光領域は、少なくとも１つの近
接プローブを備える、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項４２】 前記露光領域は、レンズを備える、請
求項３１に記載のシステム。 - 【請求項４３】 前記露光領域は、電子ビームを投影す
る、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項４４】 前記露光領域は、影を投影する、請求
項３１に記載のシステム。 - 【請求項４５】 前記較正センサ、前記二次制御セン
サ、前記一次制御センサ、および前記フォーカス調節器
に関して記載された前記特定領域は、同じ基板上に位置
する、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項４６】 前記較正センサおよび前記二次制御セ
ンサに関連して記載された前記特定領域は、前記一次制
御センサおよび前記フォーカス調節器に関連して記載さ
れた特定領域とは、異なる基板上に位置する、請求項３
１に記載のシステム。 - 【請求項４７】 前記異なる基板は、前記較正センサお
よび前記フォーカス調節器に関して記載された特定領域
とは、異なるウェハ上に位置する、請求項４６に記載の
システム。 - 【請求項４８】 前記一次制御センサおよび前記フォー
カス調節器に関連して記載された特定領域は、ウェハの
第１のフィールドに位置し、前記較正センサおよび前記
二次制御センサに関連して記載された特定領域は、該ウ
ェハの第２のフィールドに位置する、請求項３１に記載
のシステム。 - 【請求項４９】 前記較正センサおよび前記二次制御セ
ンサが、前記露光領域から遠隔の位置にある、請求項３
１に記載のシステム。 - 【請求項５０】 前記二次制御センサおよび前記一次制
御センサは、別個のセンサであるが、互いに実質的に同
一である、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項５１】 リソグラフィシステムにおいて用いら
れる、露光パターンに従ってイメージを基板に露光する
露光領域を含むフォーカスシステムであって、 適切なフォーカス距離を、該露光領域の下に位置付けら
れる前に基板が該露光パターンを計算する様態で移動す
るにつれて、第１のタイプのセンサを用いて判定する較
正センサであって、該適切なフォーカス距離は、それぞ
れ、該基板の上部表面上の領域に対応する、較正センサ
と、 一組の測定値を、該基板が該露光領域の下に位置付けら
れる前に、該基板が該露光パターンを計算する様態で移
動するにつれて、第２のタイプのセンサを用いて生成す
る二次制御センサであって、該特定領域が該第１のタイ
プのセンサを用いて判定された適切なフォーカス距離に
あるときに、該一組の測定値のうちの各測定値が、該基
板の上部表面上の領域に対応する、二次制御センサと、 該露光領域の下に位置する基板の表面上の該特定領域に
ついて、特定の測定値を生成する一次制御センサと、 該特定の測定値および該一組の測定値のうちの対応する
測定値に基づいて、フォーカス距離を調節する調節器
と、を備え、該較正センサが、該二次制御センサおよび
該一次制御センサのそれぞれよりも高いフォーカス精度
を有する、システム。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US09/841,187 US6859260B2 (en) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | Method and system for improving focus accuracy in a lithography system |
| US09/841,187 | 2001-04-25 |
Publications (3)
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|---|---|
| JP2003031493A true JP2003031493A (ja) | 2003-01-31 |
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ID=25284253
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002125047A Expired - Fee Related JP4213907B2 (ja) | 2001-04-25 | 2002-04-25 | リソグラフィーシステムのフォーカス精度を向上させるための方法およびシステム |
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| JP (1) | JP4213907B2 (ja) |
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